Physique chimie

Niveau

Niveau

2AC

Période 1

Chapitre 3

La masse volumique

Interpréter le fait de flotter et de couler en termes de différence de masse volumique.

Tâche 3

Thème 1

Matière: structure et transformations

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Pages réservées à l’enseignant(e)

Modelage de la tâche par l’enseignant (explicitation à haute voix)

Consignes et explications données aux élèves – hors modelage (à dire à haute voix)

Rappel du contrat de classe

Icônes pour l’enseignant

Correction du devoir maison

Les élèves travaillent en autonomie

Les élèves travaillent en binômes

Les élèves écoutent l’enseignant avec attention

Les élèves lèvent la main pour participer

Les élèves utilisent l’ardoise pour répondre

Les élèvent gardent des traces écrites sur les livrets ou leurs cahiers

Icônes pour l’élève

Les élèves passent au tableau

Matériel nécessaire

Matériel didactique

Matériel de l’élève

Le cahier de l’élève

Le livret de l’élève

Crayon

Gomme

Stylo

Ardoise

Cristallisoir

Clou

Bois

Orientations didactiques

Conceptions erronées

des élèves

Tâche à réussir

• La tâche principale de cette séance est d’interpréter le fait de couler ou/et de couler des objets dans l’eau en termes de différence de masse volumique.

• L’enseignant est censé de montrer comment comparer les valeurs de la masse volumique du corps et celle de l’eau, puis de comparer les masses volumiques des objets flottants afin d’expliquer lequel s’immerge davantage.

Stratégie d’enseignement

• Assimiler le flottement à la masse seule : penser qu’un objet lourd coule forcément et qu’un objet léger flotte, sans prendre en compte son volume ni sa masse volumique.
• Attribuer le flottement uniquement au volume : imaginer qu’un objet de grand volume flotte nécessairement, quelle que soit sa masse.
• Ignorer le rôle du liquide : penser qu’un objet flotte ou coule de la même manière dans tous les liquides, sans considérer la masse volumique du liquide.
• Croire que tous les objets flottants s’enfoncent de la même façon : ne pas comprendre que le degré d’immersion dépend de la masse volumique de l’objet.

Repérage dans le chapitre

Mesurer le volume d’un corps solide à l’aide d’une éprouvette graduée.

Déterminer la masse volumique d’un corps.

Interpréter le fait de flotter et/ou de couler en termes de différence de masse volumique.

Déterminer, expérimentalement, la masse volumique d’un corps.

Chapitre 3 : La masse volumique

Structure de la séance

2

10 min

Modelage

10 min

Ouverture de la séance

Bonjour! Prêts pour démarrer notre séance? Allons-y!

O

2 min

O

Discussion informelle

Observez cette image : à votre avis, quel comportement qu’on doit adopter en classe?

L’enseignant.e fait participer les élèves pour qu’ils expriment ce qu’ils comprennent de l’image.

Tout d'abord, je demande l'autorisation.

Je parle quand je le souhaite.

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« Demandez toujours l’autorisation ».

L’enseignant.e recourt à l’alternance linguistique pour expliciter le comportement attendu.

​

«En classe, je demande l’autorisation lorsque je veux parler. »

Tout d'abord, je demande l'autorisation.

Je parle quand je le souhaite.

O

Activation des prérequis

Avant de commencer notre séance, on fait un petit rappel sur la masse volumique.

L’expression de la masse volumique est :

A

B

Pour calculer la masse volumique d’un objet, on utilise la relation ci-dessous:

L’expression de la masse volumique est :

A

B

Quelle est l’unité usuelle de la masse volumique ? C’est-à-dire qu’on utilise souvent.

L’unité usuelle de la masse volumique est :

kg/m³

A

g/cm³

B

L’unité usuelle de la masse volumique est le g/cm³ alors que l’unité internationale est le kg/m³.

L’unité usuelle de la masse volumique est :

kg/m³

A

g/cm³

B

L’image ci-dessous, montre une éprouvette qui contient un volume d’eau. L’éprouvette est placée sur une balance.

La masse volumique de l’eau est :

50 g/cm³

A

1 g/cm³

B

1 kg/m³

C

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La masse volumique de l’eau pure est égale à 1g/cm³. Cette valeur caractérise l’eau.

La masse volumique de l’eau est :

50 g/cm³

A

1 g/cm³

B

1 kg/m³

C

L’image ci-dessous, montre un cube d’or d’arête 1 cm, de masse volumique 19,3 g/cm³.

La masse de ce cube est :

19,3 g

A

1 g

B

193 g

C

La masse d’un cube d’or d’arête 1 cm, est 19,3 g.

19,3 g

A

1 g

B

193 g

C

La masse de ce cube est :

2 min

O

Déclaration de l’objectif �de la séance

Pour commencer, lisons cette situation :

L’enseignant·e fait participer les élèves pour deviner la méthode de permettant la mesure du volume d’un corps solide.

Pourquoi certains objets flottent sur l’eau alors que d’autres s’y coulent?

La figure ci-contre montre deux objets

plongés dans l’eau.

Flotte : تطفو

coule : تغوص

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On pourrait penser qu’un corps volumineux coule dans l’eau. Pourtant, le liège, quelle que soit sa masse ou son volume, flotte sur l’eau.

La masse seule ou le volume seul ne suffisent pas pour prévoir si un corps flottera ou s’enfoncera dans l’eau.

On doit penser à la masse volumique.

O

À l’issue de cette séance, vous serez capables d’interpréter pourquoi un corps flotte ou coule en vous appuyant sur la masse volumique.

Interpréter le fait de flotter et/ou de couler en termes de différence de masse volumique.

O

O

Introduction

à la tache

Je plonge deux objets, l’un de masse volumique supérieure à celle de l’eau, et l’autre de masse volumique inferieure.

M

L’enseignant.e peut réaliser, qualitativement, l’expérience devant ses élèves .

ρ₁

ρ_eau

ρ_eau

ρ₂

ρ₁ < ρ_eau

ρ₂ > ρ_eau

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M

L’enseignant.e incite les élèves à suivre.

ρ₂<ρ_eau

Maintenant, je plonge deux objets flottants, de masses volumiques inférieures à celle de l’eau.

Tâche principale

M

Tâche principale

Dans notre tâche, on me demande d’interpréter l fait de flotter et/ou de couler de deux objets dans l’eau..

L’enseignant.e lit la consigne et présente les supports. Il explique ce qui est demandé.

M

Je dispose d’un cristallisoir rempli d’eau, d’un morceau de bois qui flotte à la surface et d’un clou qui coule dans l’eau.

On me demande d’interpréter ce phénomène à partir des valeurs de la masse volumique.

M

1. Indiquer le corps qui flotte et/ou celui qui coule.

La figure ci-contre représente un cristallisoir contenant de l’eau, un morceau de bois et un clou en fer.

• La masse volumique du bois : 0,6 g/cm³;

• La masse volumique de l’eau : ρ_eau = 1,0 g/cm³;

• La masse volumique du fer : ρ_fer= 7,86 g/cm³.

On veut interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

Je vais maintenant montrer les étapes à suivre pour réaliser la tâche. Je vais commencer par la première étape:

L’enseignant.e incite les élèves à suivre.

M

2. Comparer les masses volumiques.

0,6 g/cm³ < 1 g/cm³

ρ_bois < ρ_eau

7,86 g/cm³ > 1 g/cm³

ρ_fer > ρ_eau

Dans la deuxième étape, je compare les masses volumiques.

L’enseignant.e incite les élèves à suivre.

• Pour le bois:

• Pour le fer:

La figure ci-contre représente un cristallisoir contenant de l’eau, un morceau de bois et un clou en fer.

• La masse volumique du bois : 0,6 g/cm³;

• La masse volumique de l’eau : ρ_eau = 1,0 g/cm³;

• La masse volumique du fer : ρ_fer= 7,86 g/cm³.

On veut interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

M

2. Comparer les masses volumiques.

0,6 g/cm³ < 1 g/cm³

ρ_bois < ρ_eau

7,86 g/cm³ > 1 g/cm³

ρ_fer > ρ_eau

Dans la deuxième étape, je compare les masses volumiques.

L’enseignant.e incite les élèves à suivre.

• Pour le bois:

• Pour le fer:

Attention!

​

Si les deux masses volumiques sont inférieures à celle de l’eau, les deux objets flottent, mais de manières différentes

!

M

Dans la troisième étape, j’explique pourquoi le morceau du bois flotte et pourquoi le clou en fer coule dans l’eau.

L’enseignant.e incite les élèves à suivre.

3. Expliquer la flottabilité du bois et du fer.

• Le clou en fer coule dans l’eau car: ρ_fer > ρ_eau.

• Le morceau du bois flotte sur l’eau car: ρ_bois < ρ_eau.

Attention!

​

Si les deux objets flottent sur l’eau, celui qui a la masse volumique la plus grande est plus immergé que l’autre.

!

10 min

​

​

Pratique collective

Fermez vos livrets, prenez vos ardoises et écrivez-y votre réponse. Choisissez la proposition correcte.

L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

L’objet dans l’image ci-dessous:

flotte sur l’eau.

A

B

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L’objet, dans l’image ci-dessous, flotte ( يطفو) sur l’eau.

L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

L’objet dans l’image ci-dessous:

flotte sur l’eau.

A

B

Choisissez la proposition correcte.

L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

Un objet flotte sur l’eau si sa masse volumique est :

supérieure à celle de l’eau.

A

B

Un objet flotte sur l’eau si sa masse volumique est :

supérieure à celle de l’eau.

A

B

Très bien c’est B. L’objet qui flotte a une masse volumique inférieurs à celle de l’eau.

L’enseignant.e explique davantage.

On ajoute de l’huile à l’eau, comparez la masse volumique de l’huile à celle de l’eau.

L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

La masse volumique de l’huile est:

supérieure à celle de l’eau.

A

B

La masse volumique de l’huile est inferieure à celle de l’eau.

L’enseignant·e clarifie la réponse et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

La masse volumique de l’huile est:

supérieure à celle de l’eau.

A

B

On plonge deux objets A et B dans l’eau. Choisissez la bonne réponse.

L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

flottent.

A

coulent.

B

l’un flotte et l’autre coule.

C

Les deux objets A et B :

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Les deux objets A et B flottent.

L’enseignant·e clarifie la réponse et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

Les deux objets A et B :

flottent.

A

coulent.

B

l’un flotte et l’autre coule.

C

On compare les masses volumiques des deux objets A et B. Choisissez la bonne réponse.

L’enseignant·e clarifie la question et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

L’objet B a :

la plus grande masse volumique.

A

la plus petite masse volumique.

B

la même masse volumique que A.

C

L’objet B immerge plus que l’objet A alors il a la plus grande masse volumique.

L’enseignant·e clarifie la réponse et peut utiliser l’alternance linguistique si besoin.

VdC

L’objet B a :

la plus grande masse volumique.

A

la plus petite masse volumique.

B

la même masse volumique que A.

C

Prenez vos livrets page 35 et travaillez individuellement puis discutez en binômes vos réponses.

L'enseignant accorde 2 min au travail individuel puis une minute de discussion. Il circule pour contrôler et donner des indications en cas de blocage.

Deux morceaux, un en plastique et l’autre en bois, sont mis dans l’eau (voir figure ci-contre).

On donne les masses volumiques :

•ρ_eau ≈ 1,0 g/cm³ ;

•ρ_plastique ≈ 0,95 g/cm³ ;

•ρ_bois ≈ 0,6 g/cm³

​

Interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

L'enseignant.e fait passer un représentant d’un binôme pour présenter la réponse et la justification.

Deux morceaux, un en plastique et l’autre en bois, sont mis dans l’eau (voir figure ci-contre).

On donne les masses volumiques :

•ρ_eau ≈ 1,0 g/cm³ ;

•ρ_plastique ≈ 0,95 g/cm³ ;

•ρ_bois ≈ 0,6 g/cm³

​

Interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

Deux morceaux, un en plastique et l’autre en bois, sont mis dans l’eau (voir figure ci-contre).

On donne les masses volumiques :

•ρ_eau ≈ 1,0 g/cm³ ;

•ρ_plastique ≈ 0,95 g/cm³ ;

•ρ_bois ≈ 0,6 g/cm³

​

Interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

L'enseignant.e fait passer un représentant d’un binôme pour présenter la réponse et la justification.

ρ_Bois < ρ_eau , ρ_Plastique < ρ_eau et ρ_Bois < ρ_Plastique

​

2.Comparer les masses volumiques des deux corps à celle de l’eau.

•..............................................................................................................................

Deux morceaux, un en plastique et l’autre en bois, sont mis dans l’eau (voir figure ci-contre).

On donne les masses volumiques :

•ρ_eau ≈ 1,0 g/cm³ ;

•ρ_plastique ≈ 0,95 g/cm³ ;

•ρ_bois ≈ 0,6 g/cm³

​

Interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

L'enseignant.e fait passer un représentant d’un binôme pour présenter la réponse et la justification.

• Le bois .......................... que le plastique .......................... car ...............................

3.Expliquer la flottabilité des deux corps dans l’eau.

ρ_Bois < ρ_Plastique

​

Deux morceaux, un en plastique et l’autre en bois, sont mis dans l’eau (voir figure ci-contre).

On donne les masses volumiques :

•ρ_eau ≈ 1,0 g/cm³ ;

•ρ_plastique ≈ 0,95 g/cm³ ;

•ρ_bois ≈ 0,6 g/cm³

​

Interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

Voici l’ensemble des réponses.

ρ_Bois < ρ_Plastique

​

ρ_Bois < ρ_eau , ρ_Plastique < ρ_eau et ρ_Bois < ρ_Plastique

​

Deux morceaux, un en plastique et l’autre en bois, sont mis dans l’eau (voir figure ci-contre).

On donne les masses volumiques :

•ρ_eau ≈ 1,0 g/cm³ ;

•ρ_plastique ≈ 0,95 g/cm³ ;

•ρ_bois ≈ 0,6 g/cm³

​

Interpréter ce phénomène en termes de différence de masse volumique.

PA

Prenez vos livrets et faites l’exercice 2 page 35.

L’enseignant donne 5 min aux élèves pour recopier la correction sur les livrets. Il propose une solution au défi s’il reste assez de temps.

PA

Le temps est terminé. Voyons ensemble la solution des exercices.

L’enseignant accorde 5 min pour donner l’occasion aux élèves de présenter leurs productions et les corrige.

Temps Écoulé

PA

Prenez la correction sur vos livrets.

L’enseignant donne 5 min aux élèves pour recopier la correction sur les livrets. Il propose une solution au défi s’il reste assez de temps.

flotte sur l’eau.

coule dans l’eau.

ρ_balle < ρ_eau

ρ_bille > ρ_eau

flotte sur l’eau ρ_balle < ρ_eau

coule dans l’eau ρ_bille < ρ_eau

Clôture de la séance

C’est la fin de la séance

On arrive à la fin de notre séance. Qui peut me dire ce qu’on a appris à faire ?

C

……………………………………………………………………………………………………………………….

L’enseignant·e fait participer les élèves afin de rappeler la tâche principale.

Nous avons donc appris à Interpréter le fait de flotter et de couler en nous basant sur les valeurs de la masse volumique.

C

Interpréter le fait de flotter et de couler en termes de différence de masse volumique.

L’enseignant.e donne un rappel de la séance.

Qui me rappeler les étapes à suivre pour résoudre la tâche.

C

Pour expliquer le fait de flotter ou/et couler, je suis les étapes suivantes:

L’enseignant.e donne un rappel de la séance.

Voici un bilan important à retenir.

C

ρ₁

ρ_eau

ρ_eau

ρ₂

ρ₁ < ρ_eau

ρ₂ > ρ_eau

L’enseignant.e donne un rappel de la séance.

Voici un bilan important à retenir.

C

ρ₂<ρ_eau

Voici le lexique important de cette leçon. Retenez-le!

L’enseignant·e veille à impliquer les élèves dans la lecture et l’analyse de la carte.

Termes thématiques

C

• Un objet …………….. sur l’eau si sa masse volumique est supérieur à celle de l’eau.
• Un objet …………… dans l’eau si sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau.

Voici les exercices à faire à la maison pour la séance prochaine.

L’enseignant.e incite les élèves à faire les exercices à la maison et clore la séance.

C

Exercices 3 de la page 38

Défis 4 et 5 de la page 39

Défis 6, 7 et 8 de la page 40