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5 SECONDAIRE PROGRAMME D'ÉTUDES e PHYSIQUE AOÛT 1998

programme d'études physique

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  • 5 SECONDAIRE

    PROGRAMME D'TUDES

    e

    PHYSIQUE

    AOT 1998

  • Direction de la formation gnrale des adultes

    PROGRAMME D'TUDES

    PHYSIQUE

    AOT 1998

    5 SECONDAIREe

  • Gouvernement du QubecMinistre de l'ducation, 1998 98-0565

    ISBN 2 - 550 - 33512-0

    Dpt lgal Bibliothque nationale du Qubec, 1998

  • Conformment aux dispositions de l'article 461 de la Loi sur l'instruction publique (L.R.Q., c. I-13.3), j'approuve le nouveau programme d'tudes physique, 5e secondaire l'ducation des adultes.

    PAULINE MAROIS

  • Auteure Cline Tremblay Consultante pour la Commission scolaire des Patriotes

    Coordination de la Pauline Pelletier Commission scolaire des Patriotes production

    Ont collabor la Louise Bourque Consultante pour la Commission scolaire des Patriotesrdaction Donald Robichaud Commission scolaire du Sault-Saint-Louis

    Pauline Pelletier Commission scolaire des PatriotesMireille Moisan Socit de la formation distance des commissions

    scolaires du Qubec Janine Gomel Direction de la formation distanceLaila Valin Direction de la formation distance

    Consultation Le comit consultatif provincial de sciences :Marc Dufour, CS de Sept-les; Manon Dupont, CS du Sault-Saint-Louis; GataneLavoie, CS Valin; Jacques Meunier, CS Saint-Jean sur Richelieu; Dany Ouimet, CSRouyn-Noranda; Michel Savard, CS de Matane; Michel Thriault, CS des Draveurs;Jacky Tremblay, CS des Dcouvreurs; Colette Trudel, CS de Trois-Rivires; Marie-Reine Rouillard, CS de Memphrmagog.

    Le personnel enseignant et professionnel des commissions scolaires :de Bellechasse, de Brossard, du Centre de la Mauricie, de Charlesbourg, deChteauguay, de Chicoutimi, des Chutes-de-la-Chaudire, de Coaticook, desDcouvreurs, Eastern Townships, du Goland, de la Haute Gatineau, Jacques-Cartier, Jrme-Le Royer, Kativik, de La Jeune Lorette, du Lac Saint-Jean, Lac-Tmiscamingue, des Laurentides, de Lvis, CEC de Montral, des Manoirs, deMatane, de Memphrmagog, Des Mille-les, de La Mitis, de Outaouais-Hull, desPatriotes, CEC de Qubec, de Rivire-du-Loup, Roberval et La Vallire, Saint-Jeansur Richelieu, Sainte-Croix, du Sault-Saint-Louis, de Sainte-Thrse, de Thetford-Mines, de Val-dOr, Valle-de-la-Livre, de Valleyfield, CEC de Verdun.

    Secrtariat Marie-France Dumoulin Commission scolaire des PatriotesDominique Nol Commission scolaire de Victoriaville

    Responsables du Pierrette Marcotte Direction de la formation gnrale des adultesprogramme dtudes (depuis 1996)

    Serge Leloup Direction de la formation gnrale des adultes(jusquen 1996)

    Coordination des Marc Leduc Direction de la formation gnrale des adultes programmes dtudes

    Directeur Alain Mercier Direction de la formation gnrale des adultes

  • Table des matires

    Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

    1 Prsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

    1.1 Contexte dlaboration du programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

    1.2 Relations avec dautres programmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.1 Programmes du secteur des jeunes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.2 Programmes du secteur des adultes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2.3 Cours pralables au programme Physique 5 secondaire . . . . . . . . . . . . . . 4e

    1.3 Dveloppement des habilets lies la dmarche exprimentale . . . . . . . . . . . . . . . 4

    1.4 Perspective H-T-S (histoire-technologie-socit) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

    2 Structure du programme et des contenus dapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

    2.1 Relation entre les cours du programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1.1 Premier cours : Optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1.2 Deuxime cours : Cinmatique et quantit de mouvement . . . . . . . . . . . . 62.1.3 Troisime cours : Force et nergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

    2.2 Objectifs dapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2.1 Objectifs gnraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2.2 Objectifs terminaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2.3 Objectifs intermdiaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2.4 Prcisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

    3 valuation des apprentissages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

    Contenu du programme cours par cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

    Cours 1 : Optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

    Cours 2 : Cinmatique et quantit de mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

    Cours 3 : Force et nergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

  • INTRODUCTION

  • Physique, 5 secondaire Introductione 3

    1 Prsentation

    Le programme dtudes Physique, 5 secondaire est destin aux lves du secondaire de lducatione

    des adultes du Qubec. Il se compose de trois cours de 50 heures qui forment un ensemblecorrespondant au programme Physique 534, en vigueur au secteur des jeunes.

    Au regard du rgime pdagogique, le prsent programme est une des matires option du secondcycle du secondaire et ce titre, les units attribues aux trois cours peuvent contribuer lobtentiondu Diplme dtudes secondaires (DES). De plus, lensemble de ces trois cours correspond aupralable Physique 534, qui est requis pour ladmission certains programmes de formation gnraleou technique du collgial.

    1.1 Contexte dlaboration du programme

    Dans la foule de la rvision des programmes de sciences lducation des adultes, la Directiongnrale de lducation des adultes (DGEA) mettait sur pied, en 1991, un comit consultatif chargdanalyser les contenus des nouveaux programmes de physique et de chimie de cinquime secondairedu secteur des jeunes en vue de leur ventuelle implantation au secteur des adultes.

    Le comit est arriv la conclusion que, bien que leur contenu soit trs pertinent, les programmesdu secteur des jeunes ne pourraient tre implants tels quels en raison des contraintesorganisationnelles et andragogiques de lducation des adultes. On a donc recommand unercriture de ces programmes afin den adapter les objectifs et lapproche aux ralits de ce secteur.Par souci dharmonisation de la formation dans les deux secteurs, on devait sassurer de conserverles contenus proposs dans les programmes destins aux jeunes et accorder une attention touteparticulire au dveloppement des habilets lies la dmarche exprimentale.

    lhiver 1994, on a entrepris les travaux de rdaction de ce nouveau programme de physique pourle secteur des adultes. Une premire version, date davril 1996, a t soumise la consultation detous les organismes scolaires. Le personnel enseignant et professionnel de plus de quarantecommissions scolaires a rpondu cette consultation. Lanalyse des commentaires reus a conduit lcriture de la prsente version du programme.

    1.2 Relations avec dautres programmes

    1.2.1 Programmes du secteur des jeunes

    Comme il avait t tabli au dbut de la rdaction du programme Physique, 5 secondaire, sone

    contenu notionnel a t harmonis avec celui du programme Physique 534 du secteur des jeunes.

  • Introduction Physique, 5 secondairee4

    Les lments de contenu notionnel de ce dernier programme ont t partags en trois cours, quiportent les titres suivants : Optique, Cinmatique et quantit de mouvement et Force et nergie.De plus, des lments du programme Techniques et mthodes en sciences de la nature (TMS 532),du secteur des jeunes, ont t intgrs chacun des cours du prsent programme.

    1.2.2 Programmes du secteur des adultes

    Ce programme dtudes remplace le programme dtudes prcdent et plus particulirement les coursPhysique 143, Physique 151 et Physique 152.

    1.2.3 Cours pralables au programme Physique 5 secondairee

    Sont pralables au programme Physique 5 secondaire, les trois cours du programme Sciencese

    physiques, 4 secondaire du secteur des adultes ou le programme Sciences physiques 436 du secteure

    des jeunes ou lun ou lautre de leurs quivalents.

    Par ailleurs, comme il sagit dun programme de 5 secondaire, les lves qui y sont inscrits devraiente

    avoir russi les cours de langue maternelle et de mathmatique de la 4 secondaire.e

    1.3 Dveloppement des habilets lies la dmarche exprimentale

    La ncessit de remettre en valeur lexprimentation comme instrument dintgration desconnaissances et comme constituante du curriculum prparatoire aux tudes postsecondaires ensciences commandait llaboration dun programme de physique pour la 5 secondaire qui laisseraite

    une large place linitiation la dmarche exprimentale et au dveloppement dhabilets lies ladmarche exprimentale. Ces dernires, au terme des cours, devraient constituer, au mme titre queles contenus notionels, des objets dvaluation.

    cause des particularits et des contraintes dorganisation de lducation des adultes, linitiation la dmarche exprimentale a t concentre dans les programmes de sciences de 5 secondaire. Cettee

    initiation, pour tre efficace, ncessite un certain talement dans le temps qui dpasse la dure de50 heures prvue pour un cours. Cest pourquoi, dans ce programme, chaque cours constitue unetape dans linitiation la dmarche exprimentale. Bien que des objectifs terminaux aient t fixspour chaque cours, ce nest quau terme des trois cours que sera atteint le niveau de comptence vispar le programme.

    Ainsi, le premier cours constitue ltape de familiarisation : familiarisation avec les lments dunprotocole exprimental, avec le travail en laboratoire et avec la prsentation et lanalyse de donnesexprimentales.

  • Physique, 5 secondaire Introductione 5

    Le deuxime cours est ltape dapprofondissement des lments de la dmarche exprimentale; leslves seront appels crire le protocole dune exprience, suivre un protocole pour excuter uneexprience et rdiger les diffrentes parties dun rapport de laboratoire.

    Le troisime cours est ltape dintgration. Au terme de ce cours, les lves devront tre capablesde rdiger un protocole exprimental, dexcuter la ou les expriences prvues au protocole et derdiger le rapport de laboratoire sy rapportant.

    Tout en adhrant fermement aux objectifs de formation visant lapprentissage de la dmarcheexprimentale, les auteurs ont cherch tre ralistes par rapport aux moyens dont disposent lescentres dducation des adultes et par rapport aux particularits de lapprentissage individualis. Si,dune part, ils ont voulu que le dveloppement des habilets lies la dmarche exprimentale soitincontournable, ils se sont assurs, dautre part, quon pouvait y arriver avec des moyens relativementsimples et dans un cadre accessible au plus grand nombre de centres possible.

    1.4 Perspective H-T-S (histoire-technologie-socit)

    Dans le prolongement des orientations du programme Sciences physiques, 4 secondaire, cee

    programme de physique veut amener llve faire des liens entre les notions thoriques qui lui sontprsentes et le contexte dans lequel ces notions ont t dcouvertes, les influences rciproques quela science et la technologie entretiennent et ont entretenues au cours des annes et les consquencesque les dcouvertes scientifiques ou les applications technologiques ont et ont eues sur la vie deshumains et sur lenvironnement. Cest ce que les auteurs ont appel la perspective H-T-S.

    Dans les cours du programme Sciences physiques, 4 secondaire, cette orientation a t retenuee

    comme trame de fond pour la formulation des objectifs et comme approche privilgie pourlapprentissage des sciences. Dans le prsent programme de physique, les objectifs de la perspectiveH-T-S viennent cette fois complter les autres objectifs, comme pour rappeler que la science ne sedveloppe jamais en vase clos, que si elle contribue au dveloppement des socits, ses progrs sonteux-mmes freins ou encourags par le contexte politique, social et technologique du moment.

    Pour chacun des trois cours, on a formul un objectif terminal propre chaque volet : volethistorique, volet technologique et volet social et environnemental.

  • Introduction Physique, 5 secondairee6

    2 Structure du programme et des contenus dapprentissage

    2.1 Relation entre les cours du programme

    Le programme est constitu de trois cours qui doivent tre suivis dans lordre. Cette squence estimpose tant par les liens logiques qui existent entre les lments de contenu des cours que parlacquisition progressive des habilets lies la dmarche exprimentale.

    2.1.1 Premier cours : Optique

    Par lapprentissage de la dmarche scientifique, ladulte va, dans ce premier cours, amliorer sacomprhension de loptique ainsi que des aspects techniques et des changements sociaux associs audveloppement de loptique.

    Ce premier cours porte sur :

    le mode de propagation de la lumire; le comportement de la lumire rflchie par des miroirs plans et des miroirs courbes; le comportement de la lumire rfracte par des lentilles et autres substances; le spectre lectromagntique et des applications associes ses diffrentes rgions.

    2.1.2 Deuxime cours : Cinmatique et quantit de mouvement

    Par lapprentissage de la dmarche scientifique, ladulte va, dans ce deuxime cours, amliorer sacomprhension de la cinmatique et de la quantit de mouvement ainsi que des aspects techniqueset des changements sociaux associs au dveloppement de la mcanique.

    Ce deuxime cours porte sur :

    la perception du mouvement et la notion de trajectoire; lanalyse de la trajectoire de diffrents mobiles; lanalyse du mouvement rectiligne et du mouvement rectiligne uniformment acclr; lanalyse du mouvement dun projectile dans un plan; des applications du principe de la conservation de la quantit de mouvement.

  • Physique, 5 secondaire Introductione 7

    2.1.3 Troisime cours : Force et nergie

    Par lapprentissage de la dmarche scientifique, ladulte va, dans ce troisime cours, amliorer sacomprhension de la dynamique ainsi que des aspects techniques, des consquencesenvironnementales et des changements sociaux associs au dveloppement de la dynamique.

    Ce troisime cours porte sur :

    le concept de force et les consquences de son application sur un corps; la force gravitationnelle et ses manifestations; le mouvement dun corps en fonction du travail, de lnergie et de la conservation de lnergie; le frottement entre deux surfaces et la rsistance de lair exerce sur un corps en mouvement; le principe dArchimde; la dformation des ressorts et la pression; le fonctionnement des machines simples et composes.

    2.2 Objectifs dapprentissage

    Chaque cours est dcrit par un objectif gnral et par un ensemble dobjectifs terminaux et dobjectifsintermdiaires. Un tableau plac au dbut de chaque cours donne, en plus de lobjectif gnral, la listecomplte des objectifs terminaux de ce cours.

    2.2.1 Objectifs gnraux

    Lobjectif gnral de chaque cours dcrit de faon synthtique lintention gnrale du cours. Ilprcise les liens tablir entre les trois catgories dobjectifs terminaux.

    2.2.2 Objectifs terminaux

    Les objectifs terminaux ont t regroups en trois catgories : les objectifs de contenu notionnel, lesobjectifs lis la dmarche exprimentale et les objectifs relatifs la perspective H-T-S (histoire-technologie-socit). Lordre de prsentation de ces objectifs ne doit pas tre considr comme uneindication de leur importance relative ou de la squence respecter pour lapprentissage.

    Tous les objectifs terminaux sont prescriptifs. Ils sont formuls sous forme dobjectifsdapprentissage.

    Les objectifs terminaux indiquent le sens donner lapprentissage, la cible atteindre au moyen desobjectifs intermdiaires qui, pour leur part, dcrivent de faon plus prcise et plus dtaille la portedes objectifs terminaux.

  • Introduction Physique, 5 secondairee8

    Pour souligner la continuit qui existe entre les objectifs terminaux de dmarche exprimentale, ceux-ci sont numrots A1, A2, A3, A4 dans le premier cours, B1, B2, B3, B4, B5 dans le deuxime courset C1, C2, C3, C4 dans le troisime cours. Les objectifs portant des numros concordants, commeA1, B1 et C1, renvoient gnralement au mme aspect de la dmarche exprimentale.

    2.2.3 Objectifs intermdiaires

    Tous les objectifs terminaux de contenu notionnel sont prciss par une liste dobjectifsintermdiaires. Certains de ces objectifs intermdiaires sont galement rattachs un objectif terminalde dmarche exprimentale ou de perspective H-T-S; dans ces cas, la mention EX (dmarcheexprimentale), H (histoire), T (technologie) ou S (socit) apparat la gauche du libell delobjectif.

    En plus dtre lis certains objectifs intermdiaires de contenu notionnel (identifis par la mentionEX), les objectifs terminaux de dmarche exprimentale sont prciss par leurs propres objectifsintermdiaires. Les liens entre ces deux catgories dobjectifs intermdiaires et les objectifs terminauxde dmarche exprimentale sont prsents la fin de chaque cours aprs la prsentation dtaille dechaque objectif terminal de contenu notionnel.

    Aucun des objectifs terminaux relatifs la perspective H-T-S na dobjectifs intermdiaires qui luisoient propres. Ils sont tous prciss par des objectifs intermdiaires de contenu notionnel. On lesreconnat la mention H, T ou S place la gauche du libell de lobjectif intermdiaire en question.De plus, on en retrouve la liste complte, la fin de chaque cours.

    Tous les objectifs intermdiaires sont prescriptifs.

    2.2.4 Prcisions

    Des Prcisions compltent la plupart des objectifs intermdiaires de contenu notionnel. Lesrenseignements qui sy trouvent ne sont ni prescriptifs, ni limitatifs, ni exhaustifs. On y a consignde linformation susceptible dclairer les ventuels utilisateurs et utilisatrices du programme : desdtails sur le contenu, des limites, des exemples de pistes dexploration, etc.

  • Physique, 5 secondaire Introductione 9

    3 valuation des apprentissages

    Lvaluation des apprentissages vise, dune part, aider llve dans ses apprentissages et, dautrepart, fournir les donnes ncessaires la sanction des tudes. Gnralement, on trouvelinformation qui a trait lvaluation des apprentissages et la sanction des tudes dans dautresdocuments officiels que le programme dtudes proprement dit, tels les dfinitions du domainedexamen et le Guide de gestion de la sanction des tudes. Il convient de se rfrer ces documentspour obtenir plus de prcisions sur ces questions.

    Lvaluation formative fait partie de lenseignement et de lapprentissage. Elle a pour rle de souteniret de guider les dcisions concernant les choix des situations dapprentissage, du matriel et desinterventions pdagogiques. Elle relve du personnel enseignant et fait lobjet de politiques tabliespar les organismes scolaires. Le Ministre peut, au besoin, proposer des cadres conceptuels ou desexemples doutils dvaluation formative.

    Pour les besoins de lvaluation sommative, le Ministre fournit une Dfinition du domaine dexamenpour chacun des cours dun programme dtudes et, sil y a lieu, des preuves dictes ou dappoint. la suite de lvaluation sommative, un jugement est port sur latteinte, par ladulte, des objectifsdapprentissage dun cours, et cest alors que les apprentissages peuvent tre sanctionns.

  • CONTENU DU PROGRAMME COURS PAR COURS

  • COURS 1

    OPTIQUE

    Par lapprentissage de la dmarche scientifique, amliorer sa comprhension deloptique ainsi que des aspects techniques et des changements

    sociaux associs au dveloppement de loptique

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 15

    Contenu notionnel

    1 Analyser le mode de propagation de la lumire.

    2 Analyser le comportement de la lumire rflchie par des miroirs plans.

    3 Analyser le comportement de la lumire rflchie par des miroirs courbes.

    4 Analyser le comportement de la lumire rfracte par diffrentes substances.

    5 Analyser le comportement de la lumire qui traverse des lentilles.

    6 Dcrire le spectre lectromagntique et des applications associes ses diffrentes rgions.

    EX Dmarche exprimentale

    A1 Se familiariser avec la dmarche expri-mentale.

    A2 Se familiariser avec la rdaction dun pro-tocole exprimental.

    A3 Se familiariser avec lexcution dune ex-prience.

    A4 Se familiariser avec lanalyse scientifique dedonnes exprimentales.

    Perspective H-T-S

    H Illustrer, laide dexemples, les liens quiexistent entre lhistoire de loptique et lesprogrs qui ont t faits en sciences ou enmatire de technologie.

    T Illustrer, laide dexemples, lutilisationde loptique dans des applicationstechniques.

    S Illustrer, laide dexemples, des chan-gements sociaux rsultant de lutilisationde loptique.

    OBJECTIF GNRALPar lapprentissage de la dmarche scientifique, amliorer sa comprhension de

    loptique ainsi que des aspects techniques et des changementssociaux associs au dveloppement de loptique.

    OBJECTIFS TERMINAUX

  • Optique Physique, 5 secondairee16

    OBJECTIF TERMINAL 1Analyser le mode de propagation de la lumire.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    1.1 Dcrire des sources de lumire naturelle et artificielle. Sources incandescentes, fluores-centes et phosphorescentes, laser,nuclaire (toiles)

    1.2 Associer la production de lumire la conversion nergies nuclaire, lectrique,dautres formes dnergie. chimique

    1.3 S Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux Prolongation des heures de travail,rsultant de lutilisation de la lumire artificielle. utilisation des espaces souterrains,

    etc.

    1.4 Expliquer, laide du parcours des rayons lumineux, Rayons lumineux, sources de lu-mirecomment loeil peroit un objet. directe et indirecte

    1.5 H Illustrer, laide dexemples, lvolution travers lesges de linterprtation du phnomne de la vision.

    1.6 EX Observer les phnomnes dombre et de pnombre en Source ponctuelle, source tendue,relation avec ltendue de la source de lumire et les faisceau, pinceau, rayondistances entre la source, lobstacle et lcran.

    1.7 Illustrer, laide de schmas, les phnomnes dombre Trac des rayonset de pnombre.

    1.8 Expliquer le phnomne des clipses solaire et lunaire.

    1.9 tablir, laide du modle corpusculaire de la lumire, Relation linverse du carr de lala relation qui existe entre lintensit de la lumire, la distancedistance de la source et laire claire.

    1.10 Rsoudre des problmes portant sur la propagation de Types de sources, ombre, pnombre,la lumire. intensit, distance, aire ombrage,

    aire claire, etc.

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 17

    OBJECTIF TERMINAL 2Analyser le comportement de la lumire rflchie par desmiroirs plans.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    2.1 Donner des exemples du phnomne de la rflexion. Miroirs, Lune, objets clairs

    2.2 Comparer la rflexion diffuse et la rflexion spculaire. Nature de la surface rflchissante

    2.3 Illustrer, laide du trac des rayons, le phnomne de Rayons incident et rflchi, anglesla rflexion dans un miroir plan. dincidence et de rflexion, normale

    2.4 noncer les lois de la rflexion. Langle dincidence est gal langlede rflexion. Le rayon inci-dent, lerayon rflchi et la normale sont dansun mme plan.

    2.5 Illustrer, laide du trac des rayons, la formation Position de limage, grandeur, orien-dune image dans un miroir plan. tation

    2.6 EX Dterminer exprimentalement le trac des rayonslumineux et le champ de vision produit par un miroirplan.

    2.7 T Dcrire, laide dexemples, des applications Distance Terre-Lune, appareil phototechniques des miroirs plans. reflex, sextant, priscope, miroir

    semi-transparent, kalidoscope, etc.

    2.8 Rsoudre des problmes portant sur la rflexion par des Trac des rayons, images, lois de lamiroirs plans. rflexion, etc.

  • Optique Physique, 5 secondairee18

    OBJECTIF TERMINAL 3Analyser le comportement de la lumire rflchie par desmiroirs courbes.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    3.1 Donner des exemples dutilisation de miroirs courbes. Miroirs de maquillage, miroirs desurveillance, tlescope, rflecteurs dephare dautomobile, rflecteurs delampe de poche, rtroviseur, etc.

    3.2 Illustrer, laide dun schma, les caractristiques dun Miroirs convexe ou concave, foyer,miroir courbe. axe principal, longueur focale, rayon

    de courbure, centre de courbure

    3.3 Comparer les caractristiques et les limites dutilisation Aberration sphriquedes miroirs sphriques et des miroirs paraboliques.

    3.4 EX tablir, la suite dobservations, une relation Image inverse ou droite, taille dequalitative entre la position dun objet et les limage, grandissementcaractristiques de son image dans un miroir concave.

    3.5 Distinguer une image relle dune image virtuelle. Comparaison du miroir convexe et dumiroir concave

    3.6 Estimer, par le trac des rayons principaux, la position Rayons principaux; position,et les caractristiques de limage forme par un objet orientation et grandissement dedans un miroir concave et dans un miroir convexe. limage

    3.7 Dterminer algbriquement la position et les h / h = / = / caractristiques de limage forme par un objet dans un 1 / = 1 / p + 1 / qmiroir concave. Gr = h / h

    i o i f f o

    f

    i o

    3.8 T Dcrire le parcours de la lumire dans un tlescope detype Newton.

    3.9 T Dcrire, laide dexemples, des applications Miroirs de maquillage, miroirs detechniques des miroirs courbes. surveillance, tlescope, phares

    dautomobile, lampe de poche, rtro-viseur, etc.

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 19

    OBJECTIF TERMINAL 3 (suite)Analyser le comportement de la lumire rflchie par desmiroirs courbes.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    3.10 S Associer des changements sociaux lutilisation Collaboration internationale (T-technique des miroirs courbes. lescope Canada-France-Hawa), etc.

    3.11 Rsoudre des problmes portant sur les miroirs Trac de rayons, mthode alg-courbes. brique, etc.

  • Optique Physique, 5 secondairee20

    OBJECTIF TERMINAL 4Analyser le comportement de la lumire rfracte par

    diffrentes substances.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    4.1 Dcrire le comportement de la lumire qui passe dun Milieu moins rfringent un milieumilieu un autre. plus rfringent et vice-versa

    4.2 Tracer les rayons incidents et rfracts passant dun Angles dincidence et de rfractionmilieu un autre.

    4.3 EX Dterminer exprimentalement lindice de rfractiondune substance.

    4.4 Expliquer le phnomne de la rfraction. Vitesse de la lumire dans diversmilieux

    4.5 noncer les lois de la rfraction. n sin = n sin1 1 2 2Le rayon incident, le rayon rfract etla normale sont dans un mme plan.

    4.6 Dcrire, laide du trac des rayons, le parcours de lalumire dans un prisme.

    4.7 Dterminer, laide des lois de la rfraction, langle Angle de rfraction gal 90critique relatif deux milieux.

    4.8 Expliquer le phnomne de rflexion totale interne. Angle critique

    4.9 T Dcrire, laide dexemples, lutilisation de la rflexion Jumelles, fibres optiques, etc.totale interne dans la technologie.

    4.10 S Associer des changements sociaux lutilisation des Communications, techniques mdi-fibres optiques dans la technologie. cales, etc.

    4.11 Rsoudre des problmes portant sur la rfraction. Tracs de rayons, lois de la rfrac-tion, rflexion totale interne, etc.

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 21

    OBJECTIF TERMINAL 5Analyser le comportement de la lumire qui traverse des

    lentilles.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    5.1 Distinguer les divers types de lentille. Lentille biconvexe, plan convexe,mnisque convergent, lentillebiconcave, plan concave, mnisquedivergent

    5.2 Reprsenter, au moyen dun schma, les Lentilles convergente ou divergente,caractristiques des lentilles. axe, foyer principal, centre optique,

    distance focale

    5.3 EX Comparer la vergence de deux ou de plusieurs lentilles Mesure des distances focalesde mme type mais de courbure diffrente.

    5.4 Dterminer la vergence dune lentille et dun systme delentilles.

    5.5 H Associer des tapes du dveloppement historique des Loupe, verres correcteurs, lunette deinstruments doptique des progrs qui ont t faits en Galile, appareil photo, microscope,physique. cinma, tlescope Hubble, etc.

    5.6 EX Dterminer exprimentalement les caractristiques de Position, grandissement et orienta-limage forme par une lentille convergente en fonction tion de limagede la position de lobjet.

    5.7 Estimer, laide du trac des rayons, la position et les Position, grandissement et orienta-caractristiques de limage forme par des lentilles tion de limageminces convergentes et divergentes.

    5.8 Dterminer algbriquement la position et les Position, grandissement et orienta-caractristiques de limage forme par des lentilles tion de limageminces convergentes et divergentes.

    5.9 Comparer, laide du trac des rayons, la formation Lentille et cristallin, pellicule etdes images dans loeil et la formation des images dans rtine, etc.un appareil photo.

    5.10 T Illustrer, laide dexemples, lutilisation des lentilles Microscope, tlescope, lunettedans les instruments doptique. astronomique, appareil photo,

    dtecteur optique, stroscopie,cinma, etc.

  • Optique Physique, 5 secondairee22

    OBJECTIF TERMINAL 5 (suite)Analyser le comportement de la lumire qui traverse des

    lentilles.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    5.11 T Associer les anomalies de loeil aux techniques de correction Myopie, presbytie, hyper-appropries. mtropie, astigmatisme; verres

    correcteurs, lentilles cornen-nes, chirurgie, etc.

    5.12 S Associer des changements sociaux au dveloppement des Cosmologie, mdecine, etc.instruments doptique.

    5.13 Rsoudre des problmes portant sur les lentilles. Trac de rayons, mthodealgbrique, etc.

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 23

    OBJECTIF TERMINAL 6Dcrire le spectre lectromagntique et des applications

    associes ses diffrentes rgions.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    6.1 EX Observer la dcomposition de la lumire blanche par un Cristal, goutte deau, superposition deprisme. lumires

    6.2 Dcrire sommairement le modle ondulatoire de la Vitesse de la lumire, spectre dulumire. visible, longueur donde, frquence,

    lumire monochromatique et poly-chromatique

    6.3 Expliquer, laide du modle ondulatoire, la Vitesse de la lumire et la longueurdcomposition de la lumire blanche par un prisme. donde

    6.4 Dcrire la cause des aberrations chromatiques produites Dcomposition de la lumire blanchepar des lentilles.

    6.5 Expliquer, laide de la rflexion et de labsorption de Pigments, filtres, corps transparentsla lumire, la perception de la couleur de la lumire et et corps opaques, etc.des objets.

    6.6 T Dcrire sommairement le laser et quelques-unes de ses Holographie, lecteur optique,utilisations. applications militaires et mdicales,

    etc.

    6.7 Classer les diffrents groupes dondes selon leur Ondes radio, micro-ondes, rayonsposition relative dans le spectre lectromagntique. infrarouges, rayons visibles, rayons

    ultraviolets, rayons X, rayons gamma

    6.8 Expliquer qualitativement la relation qui existe entre Comparaison des diffrentes partieslnergie et la frquence dune onde (ou sa longueur du spectredonde).

    6.9 T Associer aux lois de la rflexion des techniques qui font Radiotlescope, radar, antenne para-appel aux ondes non visibles. bolique, tldtection, etc.

    6.10 T Dcrire, laide dexemples, des applications ou des Spectroscopie, dtecteur infrarouge,phnomnes lis aux diffrentes rgions du spectre four micro-ondes, radiologie,lectromagntique. radioactivit, amincissement de la

    couche dozone, serres, etc.

  • Optique Physique, 5 secondairee24

    OBJECTIF TERMINAL 6 (suite)Dcrire le spectre lectromagntique et des applications

    associes ses diffrentes rgions.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    6.11 Dcrire sommairement la double nature de la lumire. Physique moderne, dualit onde-particule, etc.

    6.12 H Associer des dcouvertes historiques lvolution desconnaissances relatives la nature de la lumire.

    6.13 Rsoudre des problmes portant sur le spectrelectromagntique et des applications associes sesdiffrentes rgions.

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 25

    DMARCHE EXPRIMENTALE

    OBJECTIFS TERMINAUX

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES

    A1 Se familiariser avec la dmarche exprimentale.

    A1.1 Utiliser lexprimentation comme moyen dexploration.

    A1.2 Utiliser lexprimentation pour tablir une relation simple entre deux paramtres.

    A2 Se familiariser avec la rdaction dun protocole exprimental.

    A2.1 Comprendre la ncessit dexplorer une seule relation la fois.

    A2.2 Identifier les paramtres constants, la variable indpendante et la variable dpendante.

    A3 Se familiariser avec lexcution dune exprience.

    A3.1 Suivre un protocole exprimental simple.

    A3.2 Observer un phnomne dans le cadre dune exprience.

    A3.3 Manipuler du matriel dans le contexte dune exprience simple.

    A3.4 Se familiariser avec la mesure.

    A4 Se familiariser avec lanalyse scientifique de donnes exprimentales.

    A4.1 Prsenter des donnes exprimentales au moyen dun tableau double entre.

    A4.2 Traiter des donnes exprimentales.

    A4.3 Dduire une relation simple partir de donnes exprimentales.

  • Optique Physique, 5 secondairee26

    LIENS ENTRE LES OBJECTIFS DE CONTENU NOTIONNELET DE DMARCHE EXPRIMENTALE

    CONTENU NOTIONNEL DMARCHE EXPRIMENTALE

    1.6 Observer les phnomnes dombre et de pnombre en relation avec A1 A3 A4ltendue de la source de lumire et les distances entre la source,lobstacle et lcran.

    2.6 Dterminer exprimentalement le trac des rayons lumineux et le A1 A2 A3 A4champ de vision produit par un miroir plan.

    3.4 tablir, la suite dobservations, une relation qualitative entre la A1 A3 A4position dun objet et les caractristiques de son image dans unmiroir concave.

    4.3 Dterminer exprimentalement lindice de rfraction dune A1 A2 A3 A4substance.

    5.3 Comparer la vergence de deux ou de plusieurs lentilles de mme A1 A2 A3 A4type mais de courbure diffrente.

    5.6 Dterminer exprimentalement les caractristiques de limage A1 A3 A4forme par une lentille convergente en fonction de la position delobjet.

    6.1 Observer la dcomposition de la lumire blanche par un prisme. A1 A3

  • Physique, 5 secondaire Optiquee 27

    PERSPECTIVE HISTOIRE-TECHNOLOGIE-SOCIT

    OBJECTIFS TERMINAUX

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES

    H Illustrer, laide dexemples, les liens qui existent entre lhistoire de loptique et les progrs qui ontt faits en sciences ou en matire de technologie.

    1.5 Illustrer, laide dexemples, lvolution travers les ges de linterprtation du phnomne de lavision.

    5.5 Associer des tapes du dveloppement historique des instruments doptique des progrs qui ont tfaits en physique.

    6.12 Associer des dcouvertes historiques lvolution des connaissances relatives la nature de la lumire.

    T Illustrer, laide dexemples, lutilisation de loptique dans des applications techniques.

    2.7 Dcrire, laide dexemples, des applications techniques des miroirs plans.

    3.8 Dcrire le parcours de la lumire dans un tlescope de type Newton.

    3.9 Dcrire, laide dexemples, des applications techniques des miroirs courbes.

    4.9 Dcrire, laide dexemples, lutilisation de la rflexion totale interne dans la technologie.

    5.10 Illustrer, laide dexemples, lutilisation des lentilles dans les instruments doptique.

    5.11 Associer les anomalies de loeil aux techniques de correction appropries.

    6.6 Dcrire sommairement le laser et quelques-unes de ses utilisations.

    6.9 Associer aux lois de la rflexion des techniques qui font appel aux ondes non visibles.

    6.10 Dcrire, laide dexemples, des applications ou des phnomnes lis aux diffrentes rgions duspectre lectromagntique.

    S Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux rsultant de lutilisation de loptique.

    1.3 Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux rsultant de lutilisation de la lumireartificielle.

    3.10 Associer des changements sociaux lutilisation technique des miroirs courbes.

    4.10 Associer des changements sociaux lutilisation des fibres optiques dans la technologie.

    5.12 Associer des changements sociaux au dveloppement des instruments doptique.

  • COURS 2

    CINMATIQUE ET QUANTIT DE MOUVEMENT

    Par lapprentissage de la dmarche scientifique, amliorer sa comprhension de la cinmatiqueet de la quantit de mouvement ainsi que des aspects techniques et des changements

    sociaux associs au dveloppement de la mcanique

  • Physique, 5 secondaire Cinmatique et quantit de mouvemente 31

    Perspective H-T-S

    H Illustrer, laide dexemples, les liens quiexistent entre lhistoire de la cinmatiqueet les progrs qui ont t faits en physique.

    T Illustrer, laide dexemples, lutilisationdes principes de la cinmatique et de laquantit de mouvement dans des situationspratiques.

    S Illustrer, laide dexemples, deschangements sociaux rsultant dudveloppement de la mcanique.

    Contenu notionnel

    1 Analyser la notion de trajectoire ainsi que la perception du mouvement.

    2 Analyser une trajectoire au regard du dplacement, de la distance parcourue et des positionssuccessives dun mobile.

    3 Analyser un mouvement rectiligne uniforme.

    4 Analyser un mouvement rectiligne uniformment acclr.

    5 Analyser le mouvement dun projectile dans un plan.

    6 Appliquer le principe de la conservation de la quantit de mouvement.

    EX Dmarche exprimentale

    B1 Appliquer la dmarche exprimentale dansdes cas simples.

    B2 Rdiger un protocole exprimental simple.

    B3 Excuter une exprience simple.

    B4 Analyser des donnes exprimentales.

    B5 Se familiariser avec la rdaction dunrapport de laboratoire.

    OBJECTIF GNRALPar lapprentissage de la dmarche scientifique, amliorer sa comprhension de la cinmatique et de la quantit de mouvement ainsi que des aspects techniques et des changements sociaux

    associs au dveloppement de la mcanique.

    OBJECTIFS TERMINAUX

  • Cinmatique et quantit de mouvement Physique, 5 secondairee32

    OBJECTIF TERMINAL 1Analyser la notion de trajectoire ainsi que la perceptiondu mouvement.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    1.1 Donner des exemples de mouvements diffrentes Vibration des molcules, mouvementchelles. des bactries, moyens de transport,

    orbites plantaires, etc.

    1.2 H Situer, dans une perspective historique, ltendue des Mouvements terrestres et mouve-domaines couverts par la mcanique. ments clestes

    1.3 S Associer des dcouvertes sur le mouvement des corpsclestes lvolution de la perception de lUnivers parltre humain.

    1.4 Dfinir la notion de trajectoire.

    1.5 Classer divers types de mouvement en fonction de leur Mouvements rectiligne, curviligne,trajectoire. circulaire, elliptique ou quelconque

    1.6 Illustrer, laide dexemples, que la perception dun Observateur dans un train, ballon demouvement ou de limmobilit dpend du point de vue basketball, orbites des plantes, etc.de lobservateur.

    1.7 Dcrire, laide dexemples, la perception par les sens Perception par la vue, loue (leffetde divers mouvements. Doppler), lodorat, le toucher

    1.8 Rsoudre des problmes portant sur la notion detrajectoire et sur la perception du mouvement.

  • Physique, 5 secondaire Cinmatique et quantit de mouvemente 33

    OBJECTIF TERMINAL 2Analyser une trajectoire au regard du dplacement, de ladistance parcourue et des positions successives dunmobile.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    2.1 Distinguer le dplacement de la distance parcourue.

    2.2 Dterminer le dplacement et la distance parcourue par Plan lchelle, donnes numriquesun mobile.

    2.3 Dcrire la grandeur et lorientation dun dplacement. Points cardinaux, coordonnes cart-siennes, coordonnes polaires

    2.4 Reprsenter un vecteur. Grandeur, orientation (direction etsens), symbole, reprsentationgraphique

    2.5 Distinguer une quantit vectorielle dune quantitscalaire.

    2.6 Additionner des vecteurs. Mthodes des polygones et des com-posantes

    2.7 Expliquer pourquoi la description dune position exige Relativit de la positionun repre.

    2.8 Dcrire, dans un repre cartsien, les positions Mouvement rectiligne et mouvementsuccessives dun mobile. dans un plan

    2.9 Rsoudre des problmes portant sur la position, le Rsolutions graphique et algbrique,dplacement et la distance parcourue. addition vectorielle, etc.

  • Cinmatique et quantit de mouvement Physique, 5 secondairee34

    OBJECTIF TERMINAL 3Analyser un mouvement rectiligne uniforme.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    3.1 Dcrire une trajectoire rectiligne partir du graphique Construction et interprtation duposition-temps correspondant. graphique

    3.2 tablir des liens entre la dfinition et les units demesure de la vitesse.

    v = s/tUnits : m/s, km/s, km/h

    3.3 Dcrire un mouvement rectiligne uniforme. Ligne droite, vitesse constante

    3.4 Dcrire lallure des courbes position-temps et Signification de la pentevitesse-temps dun mouvement rectiligne uniforme.

    3.5 tablir, partir des graphiques, les quations dun Pente, surface sous la courbe;mouvement rectiligne uniforme.

    s = vt v = constante

    3.6 Utiliser une convention de signes pour dcrire un Position, dplacement, vitessemouvement rectiligne uniforme.

    3.7 Dcrire diffrentes mthodes pour mesurer la vitesse Chronomtre et rgle, stroboscope,dun mobile. effet Doppler, etc.

    3.8 EX tablir exprimentalement les quations du mouvementdun objet dcrivant un mouvement rectiligne uniforme.

    3.9 H Dcrire diffrentes mthodes utilises au cours de Tentative de Galile, mthodelhistoire pour mesurer la vitesse de la lumire. astronomique, etc.

    3.10 S Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux Urbanisation, accessibilit aux bienset des consquences environnementales rsultant du et services, pollution, espace utilis,dveloppement des moyens de transport rapide. dveloppement militaire, etc.

    3.11 Rsoudre des problmes portant sur le mouvement Rsolutions algbrique et graphique,rectiligne uniforme. convention de signes, vecteurs, etc.

  • Physique, 5 secondaire Cinmatique et quantit de mouvemente 35

    OBJECTIF TERMINAL 4Analyser un mouvement rectiligne uniformmentacclr.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    4.1 Distinguer la vitesse moyenne de la vitesse instantane.

    4.2 tablir des liens entre la dfinition et les units demesure de lacclration.

    a = v/t Units : m/s , km/h/s2

    4.3 Dcrire un mouvement rectiligne uniformment Ligne droite, vitesse qui varieacclr. rgulirement

    4.4 Dcrire lallure des courbes position-temps, vitesse- Variation non-linaire de la position,temps et acclration-temps dun mouvement variation linaire de la vitesse,rectiligne uniformment acclr. acclration constante

    4.5 tablir, partir de graphiques, les quations dun Pente, surface sous la courbe;mouvement rectiligne uniformment acclr. a = constante

    v = at s = vt + ati

    2

    4.6 Utiliser une convention de signes pour dcrire un Position, dplacement, vitesse, acc-mouvement rectiligne uniformment acclr. lration

    4.7 EX tablir exprimentalement les quations du mouvementdun objet dcrivant un mouvement rectiligneuniformment acclr.

    4.8 Comparer les trajectoires, les graphiques et les Tableau de synthsequations dun mouvement rectiligne uniforme avecceux dun mouvement rectiligne uniformment acclr.

    4.9 Analyser le mouvement dun corps en chute libre. Acclration gravitationnelle, zro derfrence, etc.

    4.10 Dcrire linfluence de la rsistance de lair sur le Parachute, avion, automobile, etc.mouvement dun corps.

    4.11 Rsoudre des problmes portant sur le mouvement Rsolutions algbrique et graphi-que,rectiligne uniformment acclr. vecteurs, convention de signes, chute

    libre, etc.

  • Cinmatique et quantit de mouvement Physique, 5 secondairee36

    OBJECTIF TERMINAL 5Analyser le mouvement dun projectile dans un plan.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    5.1 Distinguer la trajectoire dun mouvement rectiligne de Ligne droite (une dimension),celle du mouvement dun projectile. parabole (deux dimensions)

    5.2 Dcomposer le mouvement dun projectile dans un plan Composante horizontale uniforme,en deux mouvements rectilignes perpendiculaires. composante verticale uniformment

    acclre

    5.3 Dterminer les caractristiques du mouvement dun Vitesse initiale, porte, hauteurprojectile. maximale

    5.4 crire les quations du mouvement dun projectile. s = v t et v = constantex x x s = v t + a t et y yi

    2

    v = v +a ty yi yg = 9,8 m/s2

    5.5 T Dcrire, laide dexemples, des applications du Tir dun obus, tir larc, balle demouvement des projectiles. baseball, largage de marchandise, etc.

    5.6 H Associer des dcouvertes en cinmatique des progrs Travaux dAristote, de Copernic, defaits en physique. Galile, de Newton, etc.

    5.7 Rsoudre des problmes relatifs aux projectiles. Rsolutions graphique et algbrique,valeurs instantanes, etc.

  • Physique, 5 secondaire Cinmatique et quantit de mouvemente 37

    OBJECTIF TERMINAL 6Appliquer le principe de la conservation de la quantit demouvement.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    6.1 tablir des liens entre la dfinition et les units de p = mvmesure de la quantit de mouvement. Units : kgm/s

    6.2 noncer le principe de la conservation de la quantit de p = constante; notion de systmemouvement.

    totale

    6.3 EX Induire, partir de donnes exprimentales, la loi de la Collision parfaitement lastique dansconservation de la quantit de mouvement. un systme deux dimensions

    6.4 T Illustrer, laide dexemples, des applications du Collisions, propulsion des fuses,principe de conservation de la quantit de mouvement. explosions, etc.

    6.5 Rsoudre des problmes portant sur la conservation de Collisions parfaitement lastique oula quantit de mouvement dans un systme une ou parfaitement inlastique, appli-deux dimensions. cations, etc.

  • Cinmatique et quantit de mouvement Physique, 5 secondairee38

    DMARCHE EXPRIMENTALE

    OBJECTIFS TERMINAUX

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES

    B1 Appliquer la dmarche exprimentale dans des cas simples.

    B1.1 Utiliser lexprimentation pour tablir une relation mathmatique entre des paramtres.

    B1.2 Utiliser lexprimentation pour induire une loi.

    B2 Rdiger un protocole exprimental simple.

    B2.1 Distinguer lobjet de lexprience des paramtres mesurs.

    B2.2 Dterminer la variable indpendante, la variable dpendante et les paramtres constants.

    B2.3 Se familiariser avec la rdaction des consignes des manipulations.

    B3 Excuter une exprience simple.

    B3.1 Dvelopper lhabilet manipuler le matriel dexprimentation.

    B3.2 Recueillir des donnes exprimentales en tenant compte de lincertitude exprimentale danslcriture des donnes numriques.

    B4 Analyser des donnes exprimentales.

    B4.1 Prsenter des donnes exprimentales sous forme de graphique.

    B4.2 Distinguer lerreur exprimentale de lincertitude.

    B4.3 Identifier les causes des erreurs exprimentales.

    B4.4 Tenir compte des chiffres significatifs dans le traitement des donnes.

    B4.5 Interprter les graphiques et lensemble des donnes exprimentales avec rigueur.

    B5 Se familiariser avec la rdaction dun rapport de laboratoire.

    B5.1 Connatre le rle dun rapport de laboratoire.

    B5.2 Connatre les parties constituantes dun rapport de laboratoire.

    B5.3 Rdiger la discussion et la conclusion dune exprience.

  • Physique, 5 secondaire Cinmatique et quantit de mouvemente 39

    LIENS ENTRE LES OBJECTIFS DE CONTENU NOTIONNELET DE DMARCHE EXPRIMENTALE

    CONTENU NOTIONNEL DMARCHE EXPRIMENTALE

    3.8 tablir exprimentalement les quations du mouvement dun B1 B2 B3 B4 objet dcrivant un mouvement rectiligne uniforme.

    4.7 tablir exprimentalement les quations du mouvement dun B1 B2 B3 B4 B5objet dcrivant un mouvement rectiligne uniform-mentacclr.

    6.3 Induire, partir de donnes exprimentales, la loi de la B1 B4 B5conservation de la quantit de mouvement.

  • Cinmatique et quantit de mouvement Physique, 5 secondairee40

    PERSPECTIVE HISTOIRE-TECHNOLOGIE-SOCIT

    OBJECTIFS TERMINAUX

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES

    H Illustrer, laide dexemples, les liens qui existent entre lhistoire de la cinmatique et les progrs quiont t faits en physique.

    1.2 Situer, dans une perspective historique, ltendue des domaines couverts par la mcanique.

    3.9 Dcrire diffrentes mthodes utilises au cours de lhistoire pour mesurer la vitesse de la lumire.

    5.6 Associer des dcouvertes en cinmatique des progrs qui ont t faits en physique.

    T Illustrer, laide dexemples, lutilisation des principes de la cinmatique et de la quantit de mouvementdans des situations pratiques.

    5.5 Dcrire, laide dexemples, des applications du mouvement des projectiles.

    6.4 Illustrer, laide dexemples, des applications du principe de conservation de la quantit demouvement.

    S Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux rsultant du dveloppement de la mcanique.

    1.3 Associer des dcouvertes sur le mouvement des corps clestes lvolution de la perception delUnivers par ltre humain.

    3.10 Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux et des consquences environnementalesrsultant du dveloppement des moyens de transport rapide.

  • COURS 3

    FORCE ET NERGIE

    Par lapprentissage de la dmarche scientifique, amliorer sa comprhension de la dynamiqueainsi que des aspects techniques, des consquences environnementales et des

    changements sociaux associs au dveloppement de la dynamique

  • Physique, 5 secondaire Force et nergiee 43

    Contenu notionnel

    1 Dcrire le concept de force et les consquences de lapplication dune force sur un corps.

    2 Expliquer la force gravitationnelle et ses manifestations.

    3 Expliquer les consquences de lapplication dune force sur le mouvement dun corps (deuximeloi de Newton).

    4 Expliquer le mouvement dun corps en fonction du travail, de lnergie et de sa conservation.

    5 Analyser le frottement entre deux surfaces ainsi que la rsistance de lair exerce sur les corpsen mouvement.

    6 Expliquer le principe dArchimde.

    7 Expliquer la dformation dun ressort et la pression.

    8 Expliquer le fonctionnement de machines simples ou composes.

    EX Dmarche exprimentale

    C1 Appliquer la dmarche exprimentale.

    C2 Rdiger un protocole exprimental.

    C3 Excuter une exprience.

    C4 Rdiger un rapport de laboratoire.

    Perspective H-T-S

    H Illustrer, laide dexemples, les liens quiexistent entre lhistoire de la dynamique et lesprogrs qui ont t faits en physique ou enmatire de technologie.

    T Illustrer, laide dexemples, lutilisation dela dynamique dans des applicationstechniques.

    S Illustrer, laide dexemples, deschangements sociaux et des consquencesenvironnementales rsultant de lutilisation dela dynamique.

    OBJECTIF GNRALPar lapprentissage de la dmarche scientifique, amliorer sa comprhension de la dynamique

    ainsi que des aspects techniques, des consquences environnementales et des changements sociaux associs au dveloppement de la dynamique.

    OBJECTIFS TERMINAUX

  • Force et nergie Physique, 5 secondairee44

    OBJECTIF TERMINAL 1Dcrire le concept de force et les consquences delapplication dune force sur un corps.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    1.1 Associer les forces fondamentales aux chelles o elles Forces nuclaires, force lectro-dominent. magntique et force gravitationnelle

    1.2 H Dcrire sommairement lorientation de la recherche Thorie unifieactuelle en physique quant aux forces fondamentales.

    1.3 Distinguer la force distance de la force de contact.

    1.4 Dfinir le concept de force. Sens en physique et sens courant

    1.5 Dcrire les consquences de lapplication dune force Dformation, acclrationsur un corps.

    1.6 noncer les trois lois de Newton. En labsence de force, un objetdemeure immobile ou suit unmouvement rectiligne uniforme; F = ma; F = -F action raction

    1.7 Interprter la premire loi de Newton comme un casparticulier de la deuxime loi.

    1.8 Donner des exemples dapplication de la troisime loide Newton.

    1.9 tablir des liens entre les units de mesure de la forceet la deuxime loi de Newton.

    1 N = 1 kgm/s , F = ma 2

    1.10 Exprimer la force en tant que quantit vectorielle. Symbole, reprsentation, pointdapplication

    1.11 Rsoudre des problmes portant sur le concept de force Vecteur force, lois de Newton, etc.et sur les consquences de lapplication dune force surun corps.

  • Fg Gm1m2

    d 2

    Physique, 5 secondaire Force et nergiee 45

    OBJECTIF TERMINAL 2Expliquer la force gravitationnelle et sesmanifestations.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    2.1 Dcrire les effets de lattraction gravitationnelle. Chute des corps et mouvement desplantes

    2.2 Reprsenter graphiquement le vecteur force gravita-tionnelle dans diverses situations.

    2.3 Dcrire, laide dexemples, le fonctionnement dudynamomtre.

    2.4 EX tablir exprimentalement, laide dun dynamomtre,la relation qui existe entre la masse et la forcegravitationnelle.

    F mg F = P = mg g = 9,8 m/s g

    2

    2.5 Distinguer la masse du poids. Sens en physique et sens courant

    2.6 Expliquer les diffrences dacclration gravitationnelleobserves en divers points du globe.

    2.7 T Dcrire, laide dexemples, des recherches et des Culture en apesanteur, nouveauxapplications techniques possibles en labsence de matriaux, vie des astronautes, etc.gravit.

    2.8 Comparer la force gravitationnelle et la force quation, attraction, rpulsion, etc.lectrique.

    2.9 Dcrire des phnomnes naturels relatifs lattraction Mares, trou noir, etc.gravitationnelle. Poids, attraction Terre-Lune, etc.

    2.10 H Dcrire, laide dexemples, des tapes importantes de Travaux de Galile, de Newton etlvolution des connaissances sur la force de gravit. dEinstein

    2.11 Rsoudre des problmes portant sur la forcegravitationnelle et ses manifestations.

  • Force et nergie Physique, 5 secondairee46

    OBJECTIF TERMINAL 3Expliquer les consquences de lapplication duneforce sur le mouvement dun corps (deuxime loi deNewton).

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    3.1 tablir la relation qui existe entre la force et la quantit F = p/t = made mouvement.

    3.2 Reprsenter graphiquement et algbriquement les forcesen prsence dans diffrentes situations.

    3.3 crire les quations du mouvement rsultant de a = constantelapplication dune force sur un corps.

    v = at s = vt +ati

    2

    3.4 EX Vrifier exprimentalement la deuxime loi de Newton.

    3.5 crire les quations du mouvement rsultant de Principe de superposition : lapplication simultane de plusieurs forces sur un corps.

    F = F + F + ...... F = maR 1 2 n

    3.6 Dcrire les conditions dun quilibre de forces. F = 0, reprsentation gomtriqueR

    3.7 Rsoudre des problmes portant sur la deuxime loi de Acclration rsultante, forceNewton. quilibrante, chute libre, etc.

  • Physique, 5 secondaire Force et nergiee 47

    OBJECTIF TERMINAL 4Expliquer le mouvement dun corps en fonction dutravail, de lnergie et de sa conservation.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    4.1 Associer la dfinition de lnergie cintique ses units E = mv de mesure. Unit : joule

    k 2

    4.2 Associer la dfinition de lnergie potentielle ses E = mghunits de mesure. Unit : joule

    p

    4.3 Dcrire les conversions dnergie subies par un corps Chute libre, projectiles, etc.en mouvement.

    4.4 Utiliser le principe de conservation de lnergie dans Chute libre, projectile, plan inclin,diffrentes situations. etc.

    4.5 Dfinir la notion de travail en mcanique. W = F sSens physique et sens courant

    4.6 Rsoudre des problmes portant sur le travailmcanique, lnergie et sa conservation.

  • Force et nergie Physique, 5 secondairee48

    OBJECTIF TERMINAL 5Analyser le frottement entre deux surfaces ainsi que larsistance de lair exerce sur les corps en mouvement.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    5.1 Reprsenter le vecteur de la force de frottement dans Grandeur, orientation, pointdiffrentes situations. dapplication

    5.2 EX Dterminer exprimentalement les facteurs qui influent Nature de la surface, aire de contact,sur le frottement de deux surfaces. masse de lobjet, etc.

    5.3 Analyser le mouvement dun corps en tenant compte du Acclration, force rsultante, etc.frottement.

    5.4 Dcrire, laide dexemples, la diffrence entre lefrottement statique et le frottement cintique.

    5.5 Dcrire, laide dexemples, les paramtres qui influent Vitesse, densit de lair, surfacesur la rsistance de lair et leurs consquences sur le expose, freinage, chauffement mouvement.

    5.6 Reprsenter le vecteur force associ la rsistance delair dans diffrentes situations.

    5.7 Analyser le mouvement dun corps en tenant compte de Acclration, force rsultante, vitessela rsistance de lair. limite, etc.

    5.8 H Associer des faits historiques lvolution desconnaissances en arodynamique.

    5.9 T Dcrire, laide dexemples, des applications qui Skis, pneus, patins, flche, boome-tiennent compte du frottement ou de la rsistance de rang, avion, automobile, voilier, etc.lair.

    5.10 S Associer des changements sociaux et des consquencesenvironnementales des progrs faits enarodynamique.

    5.11 Rsoudre des problmes portant sur le frottement et sur Force rsultante, vitesse limite, etc.la rsistance de lair.

  • Physique, 5 secondaire Force et nergiee 49

    OBJECTIF TERMINAL 6Expliquer le principe dArchimde.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    6.1 Associer la pousse dArchimde des phnomnes de Flottaison, poids apparentla vie courante.

    6.2 EX Dterminer exprimentalement les facteurs qui influentsur la pousse dArchimde.

    6.3 tablir des liens entre la dfinition et les units de = m/Vmesure de la masse volumique. Units : g/cm , kg/m3 3

    6.4 noncer le principe dArchimde en lassociant F = Vglquation qui y correspond.

    A

    6.5 Dcrire le comportement dun objet plong dans un Objet flottant ou non, portionliquide en fonction du rapport entre sa masse volumique immerge dun iceberg, etc.et celle du liquide.

    6.6 Expliquer, laide dexemples, le fonctionnement dundensimtre.

    6.7 T Illustrer, laide dexemples, des applications du Plonge et remonte dun sous-marin,principe dArchimde. etc.

    6.8 Rsoudre des problmes portant sur le principedArchimde.

  • Force et nergie Physique, 5 secondairee50

    OBJECTIF TERMINAL 7Expliquer la dformation dun ressort et la pression.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    7.1 EX tablir exprimentalement la relation qui existe entre laforce de rappel dun ressort et son allongement.

    7.2 tablir des liens entre la dfinition et les units de F = kl; units de kmesure de la force de rappel.

    7.3 Analyser diffrentes situations qui font intervenir laforce de rappel dun ressort.

    7.4 Transposer les notions de travail, dnergie potentielle E = klet dnergie cintique la dformation dun ressort.

    p2

    7.5 T Donner des exemples de divers types de ressorts et de Ressorts boudin, coniques et leur utilisation. lames; dynamomtre, suspension

    dautomobile, etc.

    7.6 tablir des liens entre la dfinition et les units de p = F/Amesure de la pression. Unit : Pa (N/m )2

    7.7 Analyser diffrentes situations qui font intervenir la Pression exerce par un solide ou parpression. un liquide, transfert de pression, etc.

    7.8 Dcrire le fonctionnement dun manomtre.

    7.9 T Dcrire sommairement le fonctionnement dun vrin Pont lvateur dans un garage,hydraulique. machinerie lourde, etc.

    7.10 Rsoudre des problmes portant sur la dformation des Loi de Hooke, travail, conservationressorts ainsi que sur la pression. de lnergie, force, pression, transfert

    de pression, etc.

  • Physique, 5 secondaire Force et nergiee 51

    OBJECTIF TERMINAL 8Expliquer le fonctionnement de machines simples oucomposes.

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES PRCISIONS

    8.1 Distinguer une machine simple dune machinecompose.

    8.2 EX Induire exprimentalement la loi des leviers. F = F m m r r

    8.3 Dcrire le fonctionnement de divers types de leviers. Point dappui, force rsistante, forcemotrice, distance rsistante, bras delevier; leviers interappui, inter-rsistant, intereffort

    8.4 Calculer lavantage mcanique dune machine. Force motrice/force rsistante

    8.5 Comparer une roue avec un levier interappui. Rayon = bras de levier

    8.6 Comparer lavantage mcanique dune poulie fixe celui dune poulie mobile.

    8.7 Dcrire le fonctionnement de la moufle et du palan.

    8.8 Dcrire, laide dexemples, lutilisation des plansinclins et les avantages quils reprsentent.

    8.9 T Dcrire le fonctionnement de diffrents types de Chane, courroie, engrenage, cardantransmission mcanique.

    8.10 Calculer le rendement dune machine. Travail fourni/nergie consomme

    8.11 H Illustrer, laide dexemples, des tapes importantes de Travaux dArchimde, de Lonard delvolution technique des machines. Vinci, de Fulton, de Diesel, de

    Jacquard, de Ford et de Bombardier

    8.12 S Associer des changements sociaux et des consquences Rvolution industrielle, moyens deenvironnementales au dveloppement et lutilisation transport, etc.de la dynamique.

    8.13 Rsoudre des problmes portant sur les machines Travail, nergie, avantage mca-simples et les machines composes. nique, puissance, rendement, etc.

  • Force et nergie Physique, 5 secondairee52

    DMARCHE EXPRIMENTALE

    OBJECTIFS TERMINAUX

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES

    C1 Appliquer la dmarche exprimentale.

    C1.1 Utiliser lexprimentation pour tablir une relation entre deux paramtres.

    C1.2 Utiliser lexprimentation comme moyen de vrification.

    C1.3 Utiliser lexprimentation comme moyen dexploration.

    C2 Rdiger un protocole exprimental.

    C2.1 Choisir le matriel ncessaire pour faire une exprience.

    C2.2 tablir les tapes de travail.

    C2.3 Rdiger clairement les consignes des manipulations.

    C3 Excuter une exprience.

    C3.1 Utiliser un protocole que lon a rdig pour excuter une exprience.

    C3.2 Manipuler correctement le matriel dexprimentation.

    C3.3 Prendre des mesures correctement en tenant compte de lerreur exprimentale.

    C4 Rdiger un rapport de laboratoire.

    C4.1 Connatre une structure de rapport de laboratoire.

    C4.2 Dcrire lexprience excute : buts, matriel, manipulations, schma.

    C4.3 Prsenter les rsultats exprimentaux.

    C4.4 Prsenter une analyse rigoureuse des rsultats.

    C4.5 Discuter les rsultats.

    C4.6 Rdiger clairement les conclusions dune exprience, en tablissant le lien avec le problme pos.

    C4.7 Prsenter clairement et de manire ordonne toutes les parties du rapport.

  • Physique, 5 secondaire Force et nergiee 53

    LIENS ENTRE LES OBJECTIFS DE CONTENU NOTIONNELET DE DMARCHE EXPRIMENTALE

    CONTENU NOTIONNEL DMARCHE EXPRIMENTALE

    2.4 tablir exprimentalement, laide dun dynamomtre, la C1 C3 C4relation qui existe entre la masse et la force gravitationnelle.

    3.4 Vrifier exprimentalement la deuxime loi de Newton. C1 C2 C3 C4

    5.2 Dterminer exprimentalement les facteurs qui influent sur le C1 C3 C4frottement de deux surfaces.

    6.2 Dterminer exprimentalement les facteurs qui influent sur la C1 C2 C3 C4pousse dArchimde.

    7.1 tablir exprimentalement la relation qui existe entre la force C1 C2 C3 C4de rappel dun ressort et son allongement.

    8.2 Induire exprimentalement la loi des leviers. C1 C2 C3 C4

  • Force et nergie Physique, 5 secondairee54

    PERSPECTIVE HISTOIRE-TECHNOLOGIE-SOCIT

    OBJECTIFS TERMINAUX

    OBJECTIFS INTERMDIAIRES

    H Illustrer, laide dexemples, les liens qui existent entre lhistoire de la dynamique et les progrs quiont t faits en physique ou en matire de technologie.

    1.2 Dcrire sommairement lorientation de la recherche actuelle en physique quant aux forcesfondamentales.

    2.10 Dcrire, laide dexemples, des tapes importantes de lvolution des connaissances sur la force degravit.

    5.8 Associer des faits historiques lvolution des connaissances en arodynamique.

    8.11 Illustrer, laide dexemples, des tapes importantes de lvolution technique des machines.

    T Illustrer, laide dexemples, lutilisation de la dynamique dans des applications techniques.

    2.7 Dcrire, laide dexemples, des recherches et des applications techniques possibles en labsence degravit.

    5.9 Dcrire, laide dexemples, des applications qui tiennent compte du frottement ou de la rsistancede lair.

    6.7 Illustrer, laide dexemples, des applications du principe dArchimde.

    7.5 Donner des exemples de divers types de ressorts et de leur utilisation.

    7.9 Dcrire sommairement le fonctionnement dun vrin hydraulique.

    8.9 Dcrire le fonctionnement de diffrents types de transmission mcanique.

    S Illustrer, laide dexemples, des changements sociaux et des consquences environnementales rsultantde lutilisation de la dynamique.

    5.10 Associer des changements sociaux et des consquences environnementales des progrs faits enarodynamique.

    8.12 Associer des changements sociaux et des consquences environnementales au dveloppement et lutilisation de la dynamique.

  • 38-8313

    Gouvernement du QubecMinistre de lducation

    Page titreRemerciementsTable des matiresIntroductionPrsentationContexte dlaboration du programmeRelations avec dautres programmesProgrammes du secteur des jeunesProgrammes du secteur des adultesCours pralables au programme Physique 5 secondaire e

    Dveloppement des habilets lies la dmarche exprimentalePerspective H-T-S (histoire-technologie-socit)

    Structure du programme et des contenus dapprentissageRelation entre les cours du programmePremier cours : OptiqueDeuxime cours : Cinmatique et quantit de mouvementTroisime cours : Force et nergie

    Objectifs dapprentissageObjectifs gnrauxObjectifs terminauxObjectifs intermdiairesPrcisions

    valuation des apprentissagesContenu du programme - cours par cousCours 1 : OptiqueCours 2 : Cinmatique et quantit de mouvementCCours 3 : Force et nergie