Programme du cycle 4 du collège
Voici la liste des connaissances et compétences associées qui doivent être acquises en fin de cycle 4 du collège en physique-chimie. Les liens renvoient vers les pages du site qui les traitent.
Ce programme est celui publié au BO du 30 juillet 2020.
Organisation et transformations de la matière
Décrire la constitution et les états de la matière
- Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).
- Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour étudier les propriétés des changements d’état.
- Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur.
- Interpréter les changements d’état au niveau microscopique.
- Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide.
- Exploiter des mesures de masse volumique pour différencier des espèces chimiques.
- Espèce chimique.
- Corps pur et mélange.
- Changements d’états de la matière.
- Conservation de la masse, variation du volume, température de changement d’état.
- Masse volumique : relation \(m = \rho \times V\), influence de la température.
- Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges.
- Estimer expérimentalement une valeur de solubilité dans l’eau.
- Solubilité.
- Miscibilité.
- Composition de l’air.
Décrire et expliquer des transformations chimiques
- Mettre en œuvre des tests caractéristiques d’espèces chimiques à partir d’une banque fournie.
- Identifier expérimentalement une transformation chimique.
- Distinguer transformation chimique et mélange, transformation chimique et transformation physique.
- Interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes.
- Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique observée.
- Notions de molécules, atomes, ions.
- Conservation de la masse lors d’une transformation chimique.
- Associer leurs symboles aux éléments à l’aide de la classification périodique.
- Interpréter une formule chimique en termes atomiques.
- Dioxygène, dihydrogène, diazote, eau, dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d’azote.
- Propriétés de quelques transformations chimiques.
- Identifier le caractère acide ou basique d’une solution par mesure de pH.
- Associer le caractère acide ou basique à la présence d’ions H+ et OH–.
- Identifier les gaz à effet de serre produits lors de transformations chimiques.
- Ions H+ et OH–.
- Mesure du pH.
- Combustions dans l’air.
- Réactions de corrosion d’un métal.
- Gaz à effet de serre.
Décrire l’organisation de la matière dans l’Univers
- Décrire la structure de l’Univers et du système solaire.
- Aborder les différentes unités de distance et savoir les convertir : du kilomètre à l’année-lumière.
- Galaxies, évolution de l’Univers, formation du système solaire, âges géologiques.
- Ordres de grandeur de quelques distances astronomiques.
- Comparer les ressources terrestres de certains éléments.
- Les éléments sur Terre et dans l’Univers (hydrogène, hélium, éléments lourds : oxygène, carbone, fer, silicium, terres rares…).
- Constituants de l’atome, structure interne d’un noyau atomique (nucléons : protons, neutrons), électrons.
Mouvement et interactions
Caractériser un mouvement
- Caractériser le mouvement d’un objet.
- Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée dans le cas d’un mouvement uniforme.
- Vitesse : direction, sens et valeur.
- Mouvements rectilignes et circulaires.
- Mouvements uniformes et mouvements dont la vitesse varie au cours du temps en direction ou en valeur.
- Relativité du mouvement dans des cas simples.
Modéliser une action exercée sur un objet par une force caractérisée par une direction, un sens et une valeur
- Identifier les actions mises en jeu (de contact ou à distance) et les modéliser par des forces.
- Exploiter l’expression littérale scalaire de la loi de gravitation universelle, la loi étant fournie.
- Action de contact et action à distance.
- Force : direction, sens et valeur.
- Force de pesanteur et son expression \(P = mg\).
L’énergie, ses transferts et ses conversions
Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie. Utiliser la conservation de l’énergie
- Identifier les différentes formes d’énergie.
- Identifier un dispositif de conversion d’énergie dont le fonctionnement s’accompagne d’une émission de dioxyde de carbone.
- Énergies cinétique (relation \(E_c = 1/2 mv^2\)), potentielle (dépendant de la position), thermique, électrique, chimique, nucléaire, lumineuse.
- Établir un bilan énergétique pour un système simple.
- Sources.
- Transferts.
- Conversion d’une forme d’énergie en une autre.
- Conservation de l’énergie.
- Unités d’énergie.
- Analyser une situation où, pour un système donné, les valeurs des transferts d’énergie entrant et sortant sont différentes.
- Utiliser la relation liant puissance, énergie et durée.
- Notion de puissance.
- Associer l’émission et l’absorption d’un rayonnement à un transfert d’énergie.
- Rayonnement émis par un objet.
- Absorption d’un rayonnement par un objet.
- Transfert d’énergie par rayonnement.
- Absorption du rayonnement terrestre par les gaz à effet de serre.
Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité
- Élaborer et mettre en œuvre un protocole expérimental simple visant à réaliser un circuit électrique répondant à un cahier des charges ou à vérifier une loi de l’électricité.
- Exploiter les lois de l’électricité.
- Dipôles en série, dipôles en dérivation.
- L’intensité du courant électrique est la même en tout point d’un circuit qui ne compte que des dipôles en série.
- Loi d’additivité des tensions (circuit à une seule maille).
- Loi d’additivité des intensités (circuit à deux mailles).
- Relation tension-courant : loi d’Ohm.
- Mettre en relation les lois de l’électricité et les règles de sécurité dans ce domaine.
- Conduire un calcul de consommation d’énergie électrique relatif à une situation de la vie courante.
- Puissance électrique \(P = U \times I\).
- Relation liant l’énergie, la puissance électrique et la durée.
Des signaux pour observer et communiquer
Signaux lumineux
- Distinguer une source primaire (objet lumineux) d’un objet diffusant.
- Exploiter expérimentalement la propagation rectiligne de la lumière dans le vide et le modèle du rayon lumineux.
- Utiliser l’unité « année-lumière » comme unité de distance.
- Lumière : sources, propagation, vitesse de propagation, année-lumière.
- Modèle du rayon lumineux.