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Cours de physique-chimie tous niveaux

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Cours de collège :
nouveaux programmes

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Depuis quelques années mes postes de TZR me permettent de préparer quelques cours des nouveaux programmes de cinquième et de quatrième. Un fichier de mécanique de troisième est aussi disponible. Pour les rédiger, je me suis parfois inspiré des cours des anciens programmes, j'ai parfois essayé de "tout" refaire. N'ayant pas eu chaque année des classes en charge à l'année, la numérotation des chapitres est sûrement à revoir. Voici ces fichiers.

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Les petits repères dans la page (les contrôles sont intégrés dans les différentes parties) :

  1. Classe de cinquième
  2. Classe de quatrième
  3. Classe de troisième

Voici quelques fichiers de bases pour construire les cours des nouveaux programmes :

Programme du cycle 3 de l'école primaire
Nouveau programme du collège : 5ème, 4ème et 3ème d'avril 2007
Nouveau programme de 4ème avec modifications de septembre 2007
Documents d'accompagnements du cycle central du collège + Annexes
Documents d'accompagnements de la classe de 3ème + Annexes
Nouveaux pictogrammes de chimie : doc n°1 + doc n°2 + doc n°3

Classe de cinquième

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Electricité

Introduction au cours d'électricité, fichier prof
+ Introduction au cours d'électricité, fiche élève
Pour cette introduction que je propose dans tous les niveaux, on parle d'électrisation, d'électrocution, des effets du courant sur le corps, des tensions de sécurité et du secteur. Le premier exercice est un texte à trous à compléter.
Ensuite il est question de situations d'électrisation : sur une maquette de maison dessinée, on doit représenter le bonhomme dans des situations dangereuses, ainsi que son secouriste.
1-Circuit électrique
+ Fiche élève
+ Activité documentaire sur la pile
+ Contrôle n°1
+ Contrôle bis
Situation problème sur la reconnaissance d'une lampe grillée, d'une pile usée ; améliorations d'un circuit comportant une pile et une lampe : ajout d'interrupteur, changement générateur ; schéma normalisé, schématisation d'un circuit électrique ; aspects énergétiques des générateurs et récepteurs ; danger du court-circuit du générateur (paille de fer enflammée)
Vous pouvez retrouver des animations concernant la schématisation des circuits électriques ici ; ainsi qu'une vidéo sur la pile de Volta ici
2-Etude des circuits en série
+ Même fichier avec réponses
+ Fiches élèves
+ Fiche eleve sur les conducteurs et isolants
+ Contrôle + activité expérimentale du contrôle
Dans ce chapitre on commence par découvrir le sens de circulation du courant dans un circuit à l'aide d'un moteur. On voit ensuite deux nouveaux composants donc le fonctionnement dépend du sens du courant, puis on étudie les circuits série : ajout de dipôle, changement de l'ordre des dipôles et effets sur l'éclat d'une lampe. Enfin on termine sur les matériaux constituants les circuits électriques : les conducteurs en comparaison avec les isolants.
Cette dernière partie est reprise des cours de l'ancien programme présent sur ce site.

Chimie

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2-Les états physiques de l'eau
+ Activité documentaire sur les nuages
+ Photos du chapitre en diaporama
+ Même fichier .odp (openoffice)
Présentation des différents états de l'eau grâce à des photos, exemples de l'eau dans ses états, activité documentaire sur les nuages
3-Propriétés des états physiques de l'eau Forme propre et ordonné de l'état solide, pas de forme propre pour l'état liquide mais forme du récipient qui le contient, surface d'un liquide plane et horizontale, l'eau à l'état gazeux est expansible et prend tout le volume qui lui est offert ...
4-Présentation des changements d'états
+ Activité retour sur le cycle de l'eau
Etat solide, liquide, gazeux, solidification, fusion, liquéfaction, vaporisation ; changements d'états inversibles
Contrôle : chromatographie, sels minéraux, gaz dissous Ce contrôle porte sur des cours qui n'ont pas été rédigés donc que vous ne trouverez pas en lien ici, il s'agit des chapitres 5 et 6
7-Mesures de masses et de volumes
+ Fiche élève : utilisation du tableau de conversion
+ Méthode de conversions en diaporama
+ TP n°1 : mesures de volumes
+ TP n°2 : mesures de masses
+ Correction en diaporama du graphique m = f(V)
du TP n°2
Unités de volumes : mètre cube, litre, correspondance et conversions ; unité de masses : gramme, kilogramme, tonne, correspondance et conversions ; mesures de volumes de liquides et de solides (éprouvette, pipette) ; mesures de masses avec différentes balances (Roberval, électronique)
8-Etude des changements d'états
+ TP n°1 : étude de l'ébullition de l'eau
+ TP n°2 : étude de la solidification de l'eau
+ Activité documentaire sur la pression
+ Projection : rappel des changements d'états connus à ce niveau
Etude de la vaporisation par ébullition, solidification, masse et volume lors d'un changement d'état, notion de température et de pression, la température d'ébullition varie t-elle avec la pression ... ; l'activité documentaire sur la pression provient du livre
Contrôle : volumes, masses, ébullition Questions de cours sur les unités, conversions, utilisation d'une éprouvette graduée, mesure du volume d'un solide, ébullition de l'eau pure ou de l'eau salée, lectures de température

Classe de quatrième

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Electricité

Exercices de révision du programme de 5ème
+
Ces exercices ont été piochés dans le livre de 5ème collection étincelle de chez Hachette de l'ancienne édition.
1-L'intensité du courant électrique et ses lois
+ Fiche élève
+ contrôle
+ Contrôle bis
Qu'est-ce que l'intensité du courant électrique ? Comment se mesure t-elle ? (présentation de l'ampèremètre) ; précision de cette notion d'intensité avec un potentiomètre ; lois des intensités dans des circuits série (unicité de l'intensité) et dans des circuits dérivation (loi des noeuds) ; notions de branches et de noeuds.
Vous pouvez retouver une fiche technique sur l'utilisation de l'ampèremètre ici
Chapitre 1 sur la tension (avec lois) en démarche d'investigation
+ Résumé de cours sur la tension aves lois
+ Ce résumé de cours en diaporama
+ Le contrôle après cette séquence
+ avec l'activité expérimentale notée
Voici un chapitre entier sur la tension (avec les lois) en démarche d'investigation. Ce n'est pas facile à mettre en oeuvre, je ne sais pas si c'est concluant, c'est à tenter ! je pense que la réussite de cette séquence dépend beaucoup des élèves.
le fichier que je propose est un résumé de deux diaporamas quasi similaires que j'ai trouvé sur internet, voici les deux fichiers originaux : Diaporama de l'académie de Mayotte ; Diaporama de Danièle Jacob DI lois tension téléchargé sur cette page. A vous de tenter !
Contrôle sur le chapitre 2 : la tension électrique et ses lois Pour ce chapitre 2, j'ai utilisé le cours de l'ancien programme disponible sur ce site.
3-La résistance électrique Une ébauche de cours que je n'ai pas eu le temps d'essayer devant élèves : définition de la résistance électrique : nouvelle grandeur physique ; mesures de la résistance de différents dipôles ; lien entre la résistance électrique et l'intensité du courant dans le circuit ; lien entre la place de la résistance électrique dans le circuit et l'intensité du courant.
6-La loi d'Ohm (s'accompagne d'un TP où on mesure des I et des U ...)
+ Activité documentaire : l'effet Joule
+ Résumé de cours : bien trop long probablement
Caractéristique d'un dipôle ; énoncé de la loi d'Ohm ; utilisations de la loi d'Ohm (Par le calcul et le graphique) ; caractéristique d'un dipôle non ohmique ; que devient l'énergie apportée par le générateur ? l'effet Joule.
Deux animations sur la loi d'ohm sont disponibles ici
Contrôle sur la loi d'Ohm Questions de cours ; dipôle ohmique ou non ? (graphique) ; savoir appliquer la loi d'Ohm (calculs)

Chimie

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1-Les combustions
+ Projection
+ TP sur la combustion du carbone
+ Activité monoxyde de carbone
+ Questions sur la vidéo de combustion du méthane
Notions de combustion, combustible et comburant ; TP sur la combustion du carbone dans l'air puis dans le dioxygène ; notion de transformation chimique, de réactifs et de produits ; combustion du méthane complète et incomplète ; combustion incomplète du butane dans l'air ; combustion incomplète et monoxyde de carone ; intérêt des combustions
Contrôle sur les combustions Questions de cours sur l'atome ; à quoi est du le trouble de l'eau de chaux ; bilan de le combustion du butane ; prévenir un danger ; mots croisés ; trouver le coupable d'une intoxication
2-Modèle particulaire de la matière
+ Projection
+ Activité n°1 : histoire de l'atome
+ Activité n°2 : interprétation des combustions grâce aux modèles moléculaires
Approche historique du modèle de l'atome : atomes et molécules (représentation, nom, formule chimique ...) ; comprendre les transformations chimiques à l'aide des modèles moléculaires : utilisation de la réaction chimique ; conservation de la masse
Contrôle sur le modèle particulaire de la matière Reconnaître des modèles moléculaires ; représentation de la combustion du méthane ; équilibrer des équations bilans ; Réaction entre l'acide chlorhydrique et le calcaire: pesées ; mots croisés ; représentation d'un état final ; physique-chimie et svt : photosynthèse
3-L'air : sa composition, son volume, sa masse
+ Activité documentaire sur l'atmosphère
Activité documentaire sur l'atmosphère : découverte de sa composition, respiration, photosynthèse ; l'air possède t-il un volume ? qu'est-ce que la pression ? relation entre volume et pression ; unité de volume et de pression, conversions ; L'air a t-il une masse ?
4-Description moléculaire de la matière Différence mélange corps pur ; compressibilité et expansibilté d'un gaz (pression et molécules, volume et pression dans une seringue) ; les trois états de l'eau ; conservation de la masse lors d'un changement d'état et lors de mélange en solution aqueuse

Classe de troisième

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Electricité

Interrogation sur les risques électriques Interrogation pour les troisièmes sur le cours d'introduction au thème d'électricité Les risques électriques
1-La tension alternative
+ Fiche élève
+ Fichier Excel pour le tracé de la tension alternative
+ Fichier permettant de projeter le papier millimétré à utiliser pour le tracé des élèves
+ Contrôle sur ce chapitre
Le titre réel que j'ai utilisé pour ce chapitre est : "existe t-il différents type de tension électrique ?"; on part d'un montage comprenant un générateur (soit continu soit de type GTBF (générateur très basse fréquence)) et deux DEl de différentes couleurs montées tête bêche en dérivation ; on étudie ensuite els caractéristiques de cette tension alternative grâce à son tracé : tension maximale et minimale et période.
Retrouvez des animations sur ce chapitre ici.
2-Découverte de l'oscilloscope
+ Notice du générateur 6-12V
+ Notice de l'oscilloscope
La source principale de ce chapitre est un document de l'académie de Nancy-Metz. On découvre l'oscilloscope à l'aide d'une tension continue, tout d'abord sans balayage, puis avec balayage. Au final, il faut retenir que sur un écran d'oscilloscope, on visualise la variation d'une tension en fonction du temps.
Retrouvez des animations sur ce chapitre ici.
3-Oscilloscope et tension alternative
+ Fiche élève (contenant tout le chapitre, pointillés à compléter)
+ Fichier Excel permettant de tracer la courbe Umax=f(Ueff) et d'y ajouter un point
La source principale de ce chapitre est un document de l'académie de Nancy-Metz. Ce chapitre commence par une manipulation collective avec un GTBF, on visualise la tension délivrée par celui-ci sans balayage puis avec balayage. Les élèves travaillent ensuite sur le générateur 6-12V du collège, réglé pour une tension alternative. De nouvelles notions sont ensuite introduites : la fréquence et la tension efficace mesurée avec un voltmètre en position alternatif.
Retrouvez des animations sur ce chapitre ici.
Interrogation n°1
+ Interrogation n°2
+ Contrôle
+ Activité expérimentale du contrôle
+ Contrôle de rattrapage n°1
+ Contrôle de rattrapage n°2
+ Contrôle de rattrapage n°3
Le contrôle porte sur les chapitre 2 et 3 en intégralité. Etant un peu difficile, des contrôles de rattrapage ont été proposés aux élèves, après correction du contrôle.
4-Production d'électricité en diaporama + Même chapitre en version pdf
+ Fiche élève : questionnaire sur le diaporama
+ Schéma d'une centrale éolienne (provenant de l'ADEME)
+ Schéma d'une centrale éolienne (provenant de l'ADEME)
+ Schéma d'une centrale nucléaire
+ Fichier pdf sur les besoin en eau d'une centrale nucléaire d'Alain Vicaud
+ Carte des sites nuclaires en France + Carte bis Contrôle
Ce chapitre aborde la production d'électricité par les différents types de centrales électriques : après avoir vu les partioes communes à toutes centrales, on passe en revue les différentes centrales (thermique, nucléaire, éolienne, hydroélectrique, hydrolienne. C'est l'occasion alors d'aborder les énergies renouvelables ou non renouvelables. J'ai laissé des diapositives sur l'ancien programme (transport du courant, transformation par transformateurs et adaptation) car ce chapitre forme un tout assez cohérent.
La trame du chapitre vient d'un document trouvé sur le site de l'académie d'Amiens (nous n'avons plus accès au document original, le lien que j'avais ne fonctionne plus et je l'ai supprimé). La partie sur les centrales hydroliennes a été trouvé sur ce site. La partie sur les différents types de centrales et les différents types d'énergies provient du livre de 3ème collection étincelle de chez Hachette.
Retrouvez des animations sur ce chapitre ici.

Mécanique

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Chimie

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Progression de chimie Ce fichier peut suffir à lui seul pour qui aime improviser. Sinon, les fichiers qui suivent permettent de donner des idées plus précises sur les contenus.
Je ne suis pas tout à fait satisfait du découpage des chapitres, si vous avez de meilleures idées : vous pourriez, si vous le souhaitez, me les faire partager
Chap 1 : questionnaire sur la migration des ions







+ Contrôle sur le chapitre 1
Questionnaire sur la vidéo de migration des ions à voir ici. Cette expérience n'est pas facile à mettre en oeuvre malgré l'existence de beaucoup de protocoles différents. La vidéo de travail montre l'essentiel pour la compréhension du phénomène.
Merci à la collègue du forum d'échange qui m'a fait partager la façon dont elle traite cette notion avec ces élèves.

Dans ce contrôle, il y a des questions de cours (ex n°1), un exercice sur la démarche expérimentale (ex n°2), l'exercice n°3 porte sur la schématisation électrique avec déplacement d'électrons ou d'ions et enfin l'exercice n°4 permet de travailler sur les dimensions des atomes en employant la notation scientifique.
Chap 2 : d'où viennent les ions ? solides et solutions ioniques
+ Chap 2 : tableau sur quelques ions à connaître
+ Chap 2 : tests de reconnaissance de quelques ions (tableau)




+ Chap 2 : tp mesures de pH version 1
+ Chap 2 : tp mesures de pH version 2
+ Chap 2 : matériel pour les tp mesures de pH





+ Chap 2 : dilution d'une solution acide et conséquences sur le pH





+ Chap 2 : dangerosité des solutions acides et basiques




+ Chap 2 : contrôle







Ce chapitre est peut-être un peu dense ... Le premier fichier est aussi sûrement hors programme, mais il me semble important d'expliquer aux élèves "d'où viennent les ions".
Ensuite les autres fichiers sont assez classiques.




La différence entre les deux tp de mesures de pH se fait au niveau de la mesure du pH : dans le premier, on teste les deux méthodes par deux méthodes (papier pH et pH-mètre)


Pour ce qui est de la dilution d'une solution acide, j'ai choisi le système d'interaction prof-élève pour trouver le protocole et le matériel qui convient pour répondre à la question posée. On peut aussi bien laisser les élèves faire tout eux-mêmes, par groupe, ou bien même faire des groupes "de niveaux" (pour les "plus faibles", on leur donnerait la liste de matériel et ils devraient trouver le protocole.





Dans le contrôle vous trouverez le tableau du cours sur les ions à compléter (ex n°1) puis deux schémas de tests caractéristiques des ions à compléter (ex n°2). Il y a ensuite un exercice sur la dilution d'un jus de citron (ex n°3), un exercice sur le test pH-métrique d'une eau de piscine (ex n°4) (à voir en vidéo ici), un exercice sur la nature acide neutre ou basique de solution en fonction de leur pH (ex n°5) et enfin deux pictogrammes (nouveaux) à reconnaître.
chap 3 : tp : réaction entre le fer et l'acide chlorhydrique
+ chap 3 : tp bis
+ chap 3 : tp : matériel



+ chap 1,2 et 3 : contrôle
TP-cours qui existe depuis quelques temps dans les programmes, je vous propose ici deux versions de présentation de ce tp.
Vous pouvez retrouver cette expérience en vidéo sur cette page ou seulement le test de caractérisation du dihydrogène ici.

Le contrôle proposait ici ressemble fortement au contrôle du chap 2, un exercice a été remplacé (celui sur le pH de la piscine) par un travail sur la réaction entre l'acide chlorhydrique et le fer ; un exercices sur le même thème a été rajouté : il faut remettre des photos dans l'ordre en décrivant chaque photo.
Le chapitre 4 porte sur les piles électrochimiques, je n'ai pas de fichier à vous proposer, il faut regarder dans le fichier progression pour voir les paragraphes proposés. Toutefois, je me permets de faire des liens vers quelques pages intéressantes :
* Le fichier de base qui expose la démarche :
DI académie de Strasbourg
* La page originale où l'on trouvait la vidéo Galvani-Volta était hébergé sur le site www.ampere.cnrs.fr. Mais celui-ci ayant fermé, on la trouve sur dailymotion ou bien ici : Vidéo Galvani-Volta sur physagreg
* Une explication permettant de comprendre pourquoi le sandwich métal1-papier filtre mouillé-métal2 donne une tension : www.cvgg.org
Le chapitre 5 porte sur les synthèses d'espèces chimiques, là encore je n'ai pas de fichier à vous proposer, il faut regarder dans le fichier progression pour voir les paragraphes proposés. Voici une vidéo sur la synthèse du nylon 6,10. La page d'origine de cette vidéo est la suivante : www.vodemotion.com. Attention certaines notions (formules de réactifs, ...) sont hors programme au niveau du collège.