Fiches de TP Physique 1ère Année Toute L'année [PDF]

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Lycée Tahar Sfar de Mahdia Meur Trigui Lotfi

Interaction électrostatique : les deux espèces d’électricité

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Réaliser des expériences mettant en évidence les deux espèces d’électricité.

Activité 1: Dans le montage ci-dessous, X et Y sont deux bâtons électrisés.

Y X

1. Réaliser les expériences pour compléter le tableau suivant en précisant dans chaque case la nature de l’interaction entre les deux bâtons (répulsion ou attraction).

X Y

Verre frotté avec le coton ou le polyéthylène

Bâton en plastique frotté avec le coton ou la laine

Verre frotté avec le coton ou le polyéthylène Bâton en plastique frotté avec le coton ou la laine Règle en plexiglas frotté avec le coton ou la laine ou le polyéthylène 2. Quelles sont les deux espèces d’électricité ? Justifier.

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Règle en plexiglas frotté avec le coton ou la laine ou le polyéthylène

3. Attribuer un signe à la charge portée par chaque corps électrisé figurant dans le tableau?

Activité 2: 1. Réaliser une expérience pour déterminer le signe de la charge portée par le PVC frotté par le polyéthylène.

2. Réaliser une expérience pour montrer que la charge portée par un objet électrisé dépendelle de la nature de l’objet qui a servi à l’électrisation ?

3. Comparer expérimentalement le signe de la charge portée par le corps électrisé et le corps qui a servi à l’électrisation.

Test d'évaluation: 1. Compléter les phrases suivantes : Il existe …………………. sortes de charges électriques: ………………………….. et ……………………….. Deux corps chargés d’électricité de même espèce …………………………………………… Deux corps chargés d’électricité de signes différentes …………………………………….. Un corps électrisé qui . . . . . . . . . . … ….. le verre . . . . . . . . . . . ………. le plastique (ou l’ébonite) et inversement.

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les deux espèces d’électricité

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But: Réaliser des expériences mettant en évidence les deux espèces d’électricité. Travail demandé: 1) Réaliser le montage ci-dessous, X et Y sont deux bâtons électrisés.

Y X

2) Compléter le tableau suivant en précisant dans chaque case la nature de l’interaction entre les deux bâtons (répulsion ou attraction). X Y

Règle plastique Verre frotté avec le (ébonite PVC) coton ou le frotté avec le coton polyéthylène ou la laine

Verre frotté avec le coton ou le polyéthylène Bâton en plastique frotté avec le coton ou la laine Règle en plexiglas frotté avec le coton ou la laine ou le polyéthylène

Exploitation des résultats: Compléter les phrases suivantes : Page 3 sur 43

plexiglas frotté avec le coton ou la laine ou le polyéthylène

1) Entre deux corps électrisés se manifestent deux types …………………………….. : …………………………………..

ou ………………………………………

2) Le verre …………….. le plexiglass et ……………… le plastique. Alors le plexiglass et le plastique ………………………………. état électrique. 3) On distingue deux types de charges électriques : a) Des charges …………….. : ce sont des charges que porte le verre frotté avec un tissu en laine. b) Des charges……………… : ce sont des charges que porte tout corps attiré par le verre électrisé. 4) Deux corps chargés d’électricité de même signe se …………………... Deux corps chargés d’électricités de signes contraires …………………... Tous corps qui …………………………. est chargé positivement. Test d'évaluation: 1) Compléter les phrases suivantes : a) Il existe …………………. sortes de charges électriques: …………………………..

et

……………………….. b) Deux corps chargés d’électricité de même espèce………………………………… c) Deux corps chargés d’électricité de signes différentes …………………………….. d) Un corps électrisé qui . . . . . . . . . . … ….. le verre . . . . . . . . . . . ………. le plastique (ou l’ébonite) et inversement. e) Par convention, l’électricité……………apparait sur le verre frotté avec un tissu en laine et sur tout corps qu’il…………………. f) Après frottement avec un tissu en laine, le verre repousse le plexiglas et le plexiglas attire l'ébonite donc le verre …………………… l’ébonite. 2) Expliquer pourquoi : a) les bouts de papier sont relâchés après contact avec le stylo ? b) la boule du pendule est repoussée après contact avec un bâton électrisé ? c) en touchant la partie électrisée du bâton, ce dernier n’attire plus la boule du pendule électrostatique ?

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Le circuit électrique Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But: Réaliser un circuit électrique comportant un dipôle générateur et des dipôles récepteurs reliés par des conducteurs. Activité 1: (circuit électrique) 1) Schématiser un circuit comportant, associés en série, une pile, un moteur, une lampe et un interrupteur.

On rappelle les symboles normalisés des dipôles.

2) Réaliser, fermer l’interrupteur et compléter les phrases suivantes :  La lampe ……………………… et le moteur ……………………….le fonctionnement de ces deux dipôles est dû …………………………………………………………..  L’interrupteur a pour rôle de ………………………. le circuit, il ……………………. le courant s’il est fermé. Activité 2: Retirer du circuit l’un des deux dipôles (la lampe ou le moteur la pile) en assurant l’enchainement ininterrompu du reste des dipôles. Compléter le phrases : 1) Si on retire la lampe ou le moteur l’autre dipôle continue à …………………….. On dit que la lampes et le moteur sont des…………………………………………….. Page 5 sur 43

2) Si on retire la pile on n’observe plus ………………………………………... On dit que la pile est un ……………………………………….. 3) Un circuit électrique est une ………………..continue (ininterrompue) de dipôles électriques comportant au moins un dipôle ………………………. Activité 3: Réaliser les expériences et compléter les phrases : 1) Si on court-circuite la lampe : Le moteur ………………………………. et la lampe ………………………………parce que la courant électrique traverse ……………………. au lieu de la lampe. 2) Si on court-circuite la lampe : Le moteur ………………………… parce qu’il est courtcircuité. La lampe ………………………. et peut être ………………. 3) Si on remplace la lampe par une autre grillée: La lampe grillée joue le rôle d’un ……………………………. donc le ………………………….. ne passe plus dans le circuit et le moteur ……………………………... 4) Placer entre les bornes de l’interrupteur l’un des corps indiqués dans le tableau. Compléter le tableau. corps

Fil de cuivre

Tige de bois

Paille en plastique

Fil de fer

graphite

Papier filtre imbibé d’une solution de chlorure de sodium

Passage du courant Nature du corps

Conclusion :  Les conducteurs sont les corps qui …………………. le courant électrique.  Les isolants sont les corps qui …………………….. le courant électrique. Test d'évaluation: 1) Dans le montage ci-contre, est-il possible d’allumer les deux lampes indépendamment ? Si non comment le modifier ?

 

 

2) Pourquoi les électriciens utilisent-ils du matériel muni de manches en plastique ? Page 6 sur 43

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Circuit électrique Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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But:    

Schématiser et réaliser un circuit électrique. Distinguer entre dipôle générateur et dipôle récepteur. Dépanner un circuit comportant un seul générateur. Reconnaitre les conducteurs et les isolants.

Activité 1: 1. Schématiser un circuit comportant, associés en série, une pile, un moteur, une lampe et un interrupteur.

2. Réaliser le circuit. 3. Fermer l’interrupteur et citer les dipôles qui fonctionnent.

4. A quoi est du le fonctionnement des dipôles dans le circuit fermé ?

Activité 2: 1. Retirer la lampe du circuit et assurer la continuité de la chaine des dipôles électriques. Le moteur fonctionne –t- il ?

2. Replacer la lampe, retirer le moteur et assurer la continuité de la chaine des dipôles électriques. La lampe fonctionne –t- elle ?

3. Replacer le moteur, retirer la pile et assurer la continuité de la chaine des dipôles électriques. La lampe et le moteur fonctionnent –t- ils ? Page 7 sur 43

4. Reconnaitre les dipôles récepteurs et générateurs utilisés dans le circuit.

Activité 3: 1. Reprendre le circuit de l’activité 1. 2. Relier les deux bornes de la lampe à l’aide d’un fil de connexion. La lampe et le moteur fonctionnent –t- ils ? Donner la cause.

3. Reprendre la même expérience mais en Reliant les deux bornes du moteur à l’aide d’un fil de connexion. La lampe et le moteur fonctionnent –t- ils ? Donner la cause.

4. Remplacer la lampe par une autre lampe grillée. La lampe et le moteur fonctionnent –tils ? Donner la cause.

Activité 4: 1. Reprendre le circuit de l’activité 1 et ouvrir l’interrupteur. 2. Entre les deux bornes de l’interrupteur, placer séparément les corps indiqués dans le tableau ci-dessous. Préciser à chaque fois s’il y a passage du courant électrique ou non. corps

Fil de cuivre

Tige de bois

Paille en plastique

Fil de fer

graphite

Papier filtre imbibé d’une solution de chlorure de sodium

Passage du courant Nature du dipôle 3. Parmi les corps indiqués dans le tableau reconnaitre les isolants et les conducteurs électriques et compléter la dernière ligne du tableau.

Test d'évaluation: Dans le montage ci-contre, est-il possible d’allumer les deux lampes indépendamment ? Si non modifier ce montage pour y parvenir sans ajouter ou supprimer des dipôles électriques.

 

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Le courant électrique Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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But:  Reconnaitre les effets du courant électrique.  Déterminer le sens du courant dans un circuit électrique.  Expliquer le passage du courant électrique dans un circuit fermé.

Activité 1: 5. Réaliser le montage représenté par le schéma suivant :

Générateur

Electrolyseur Diode électroluminescente

 Aiguille aimantée

Lampe

6. Fermer l’interrupteur et noter, sur le tableau ci-dessous, les observations et les effets du courant dans le circuit électrique. Au niveau de

La lampe

L’électrolyseur

La diode LED

L’aiguille aimantée

observation

Effet du courant

Activité 2:

Réaliser les expériences et compléter les phrases suivantes : Lorsqu’on inverse les bornes du générateur ………………………………….passage du courant électrique dans le circuit parce que………………………………………………………………………………............................................ ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. Par convention le courant électrique circule dans le circuit électrique en sortant par ……………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Page 9 sur 43

On représente le sens du courant par ………. ……………………. dans chaque branche du circuit. Lorsqu’on retire la diode et assurer la continuité du circuit, …………………………………………… et ………………………………………………………… permettent de montrer que le courant électrique a un sens.

Activité 3: Dans Les conducteurs solides (fils par exemple) le passage du courant électrique est dû à déplacement ordonné ………………………………………………………………qui circule dans le sens …………………………………………….du courant. Dans les solutions d’électrolytes, le passage du courant électrique est dû à déplacement ordonné ………………………………………………………….qui circule dans le sens …………………………………………….du courant et …………………………………………………..dans le ………………………………….sens que le courant électrique. Compléter les schémas ci-dessous en indiquant le (ou les) nom (s) et les sens des porteurs de charges qui se déplacent pendant le passage du courant électrique. Electrolyseur

En circuit ouvert

En circuit fermé





Fil conducteur

Test d'évaluation: 1. Comment peut-on expliquer les mouvements en sens inverse d’un jouet comportant un moteur et alimenté par une pile ? 2. Comment expliquer le passage du courant électrique dans une batterie de voiture ?

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Le courant électrique Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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But:  Reconnaitre les effets du courant électrique.  Déterminer le sens du courant dans un circuit électrique.  Expliquer le passage du courant électrique dans un circuit fermé.

Activité 1: 7. Réaliser le montage représenté par le schéma suivant :

Générateur

Electrolyseur Diode électroluminescente

 Aiguille aimantée

Lampe

8. Fermer l’interrupteur et noter, sur le tableau ci-dessous, les observations et les effets du courant dans le circuit électrique. Au niveau de

La lampe

L’électrolyseur

La diode LED

L’aiguille aimantée

observation

Effet du courant

Activité 2: 5. Inverser les bornes du générateur. Y a-t- il passage du courant électrique dans le circuit ? Justifier.

6. Quel est le dipôle responsable du non passage du courant le circuit électrique ?

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7. Quel est le sens conventionnel du courant dans le circuit électrique ?

8. Indiquer par des flèches le sens du courant dans chaque branche du circuit représenté ci-dessus. 9. Retirer la diode et assurer la continuité du circuit. L’électrolyseur et l’aiguille aimantée permettent –t- elle de montrer que le courant électrique a un sens ? Justifier.

Activité 3: 5. A quoi est dû le passage du courant électrique dans : a/ Les conducteurs solides :

b/ Les solutions d’électrolytes :

6. Compléter les schémas ci-dessous en indiquant le (ou les) nom (s) et les sens des porteurs de charges qui se déplacent pendant le passage du courant électrique. Electrolyseur

En circuit ouvert

En circuit fermé





Fil conducteur

Test d'évaluation: 3. Comment peut-on expliquer les mouvements en sens inverse d’un jouet comportant un moteur et alimenté par une pile ? 4. Comment expliquer le passage du courant électrique dans une batterie de voiture ?

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Mesure de l’intensité d’un courant électrique continu

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

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But:  Utiliser un ampèremètre pour mesurer l’intensité d’un courant électrique continu.

Description et branchement d’un ampèremètre: On considère le schéma de l’ampèremètre suivant :

Bornes de branchement Échelle graduée E Lecture L sur l’échelle

Aiguille

Sélecteur de calibre Calibre C

1. Comment se branche un ampèremètre dans un circuit électrique ? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2. Rappeler l’expression de l’intensité I du courant électrique en fonction de N (nombre de divisions de l’échelle), n (nombre de divisions lu) et Ic (calibre de l’ampèremètre choisi).

3. Quel est le symbole électrique adopté pour l’ampèremètre ? 4.

Activité : 1. Schématiser un circuit électrique qui permet d’allumer une lampe à incandescence et de mesurer l’intensité du courant continu qui la traverse en précisant les polarités de l’ampèremètre. Page 13 sur 43

2. Réaliser le circuit électrique proposé. 3. Pour les différents calibres indiqués sur le tableau ci-dessous, noter la lecture n et calculer l’intensité I du courant électrique qui circule dans la lampe. Calibre IC Lecture n Echelle N Intensité I Déduire le meilleur calibre utilisé pour la mesure de I ? Justifier.

4. La valeur de I dépend –elle de la valeur du calibre choisi ?

5. Comment choisir le calibre de l’ampèremètre :  Si l’intensité I du courant qui circule dans le circuit est connue ?

 Si l’intensité I du courant qui circule dans le circuit est inconnue ?

6. Dans le circuit précédent, remplacer l’ampèremètre à aiguille par un autre numérique, choisir le calibre convenable pour la mesure de I et relever cette valeur.

7. Comment peut-on lire directement la valeur de l’intensité I du courant sur un ampèremètre à aiguille ?

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Distribution de l’Intensité du courant électrique

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

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Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Trouver la loi dans le cas d’un circuit électrique en série.  Trouver expérimentalement et appliquer la loi des nœuds.

Activité 1: 1. Réaliser le montage dont le schéma est le suivant : A1



A3



A2

2. Comparer les valeurs des intensités du courant I1, I2 et I3.

Activité 2: 1. Réaliser le montage dont le schéma est le suivant :

A I I1



A1

A

B

I2



A2

2. Représenter, par des flèches, le sens du courant principal I qui entre par le nœud A et ceux des courants I1 et I2 qui sortent du nœud A. Page 15 sur 43

3. Mesurer les intensités des courants I, I1 et I2.

I=

I1=

I 2=

4. Déterminer la relation entre les intensités des courants I, I1 et I2.

5. Enoncer la loi des nœuds.

Test d'évaluation: 1. Appliquer la loi des nœuds au nœud N de la branche d'un circuit électrique ci-dessous pour déterminer la relation entre les intensités du courant indiquées.

I1

I5 N

I2 I3

I4

2. Déterminer les intensités et les sens manquant sur les schémas des branches de circuits suivantes: I4? I1=0,5A I1=1A

I5?

I3?

I2=3A I3=5A

I2=2,5A

I3=5A I3=5A

I4?

I4?

I2=3A I1=1A

I2=3A

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I1=4A

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Mesure de la tension électrique Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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But:  Mesurer la tension électrique avec un voltmètre.  Visualiser une tension électrique sur un oscilloscope et la mesurer.

Activité 1: On considère le montage suivant : C P

N



A

B

Ajouter un voltmètre dans le schéma du montage permettant de mesurer la tension UAB aux bornes de la lampe. Préciser le type de branchement du voltmètre et ses polarités. 2. Réaliser le montage et fermer l’interrupteur. 3. Mesurer la tension UAB en précisant son unité.

1.

Calibre UC

Echelle E

Lecture l

Tension UAB

4. Représenter, par une flèche, sur le schéma ci-dessus la tension UAB. 5. Ouvrir l’interrupteur et mesurer la tension UPN aux bornes du générateur et la tension UAB aux bornes de la lampe.

UAB =

UCP=

UPN =

6. Dans le cas général, aux bornes de quel dipôle existe –t- il une tension électrique ?

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Activité 2: 1. Mettre en marche l’oscilloscope. 2. Faire les réglages nécessaires de l’oscilloscope afin d’observer, sur la voie Y1, un trait horizontal au milieu de l’écran. 3. Brancher le point B du circuit à la masse de l’oscilloscope (borne noire) et le point A à son entrée Y1 (borne rouge) 4. Qu’observe –t- on lorsqu’on ferme l’interrupteur ?

5.

Mesurer la tension électrique UAB. Déplacement du trait horizontal (en div)

Sensibilité verticale (en volt/div) 1 2

Activité 3: 1. Inverser les bornes de branchement de l’oscilloscope. 2. Montrer que la tension est une grandeur algébrique.

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Tension UAB (en V)

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Loi des mailles Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Trouver expérimentalement la loi des mailles.

Activité 1: 1. Réaliser le montage suivant: V

P N



A

V1

 V2

2. Mesurer les tensions et compléter le tableau suivant: Tension mesurée

UPA

UAN

Valeur de la tension

3. Comparer UPN et UPA + UAN

4. Enoncer la loi des mailles.

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UPN

Activité 2: 1. Réaliser le montage en dérivation suivant: P

N



D

C



A

B

2. Mesurer les tensions et compléter le tableau suivant: UPN(V)

UDC(V)

UAB(V)

3. Comparer UPN , UDC et UAB. Expliquer le résultat trouvé.

Evaluation: A/ Les mesures des tensions entre les différents points d'un circuit électrique ont donné les résultats suivants: UAC= 4V; UDB= - 6V; UAE= 12V et UDA= -10 V. 1. Calculer: UAB, UDE et UBC . 2. Le circuit est-il modifié si on relie les points B et C par un fil conducteur? B/ On considère le montage constitué de dipôles récepteurs et générateurs. On donne les tensions: UBC=3V et UCD=-6V. 1. Calculer les tensions: UBA, UAC , UDA. 2. D4 est une lampe, peut-elle s'allumer? Justifier. C

B D31

D2 D2

D

D D13

D D44

DD05

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A

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Détermination du volume d’un corps Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physiue 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Calculer le volume d’un solide de forme géométrique simple à partir de la mesure de ses dimensions.  Mesurer le volume d’un liquide.  Mesurer le volume d’un solide de forme quelconque.

Activité 1: A l’aide de la règle graduée et du pied à coulisse, mesurer les dimensions des corps puis leurs volumes. Compléter le tableau suivant :

forme

cubique

parallélépipédique

sphérique

c

schéma

cylindrique

R h

a

a

b

a

R

a = ………………………. dimensions a = …………………

b = ………………………. c = ………………………

formule à appliquer

V = a3

V = a.b.c

valeur du volume en m3

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R = ……………………..

R = …………………. h = …………………..

V= π R2 .h

Activité 2: Verser une quantité d’eau dans l’éprouvette graduée puis relever la valeur du volume V d’eau versé.

Ménisque 100 80 60

3

V = .................... cm = .................... L = .......................... m

40

3

20

Activité 3: 1. Verser un volume V1 d’eau dans l’éprouvette graduée de sorte à pouvoir immerger totalement le corps (D). 2. Relever la valeur du volume V1=............................. 3. Introduire le corps (D) dans l’éprouvette

V2 (D)

V1

4. Relever la valeur du volume V2=........................ 5. Déduire la valeur du volume de (D) : V=........................................................................ Remarque : 1. Changer la forme du corps (D) et mesurer son volume. Conclure. .................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2. Peut-on utiliser la méthode par déplacement de volume de liquide pour les corps :  Soluble dans le liquide : sucre par exemple  Spongieux : éponge  Comportant des cavités Evaluation :

On dispose d’un bécher de capacité 100 mL, gradue en mL, et d’un corps solide (C) de forme cubique de 4 cm de côté. 1/ Calculer le volume du corps (C). 2/ a) Peut-on mesurer le volume du corps (C) en l’immergeant dans le bécher contenant 50 mL d’eau ? b) Calculer le volume d’eau déversée lorsqu’on met le corps (C) dans le bécher. 3/ Que doit-on faire pour avoir dans le bécher 100 mL d’air.

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La masse d’un corps Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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But:  Mesurer la masse d’un corps avec une balance.

Généralités : 1. Que signifient les indications inscrites : Boite de farine Boite de tomate

Plaque signalétique d’un camion

2. Définir la masse d’un corps.

3. Quelle est l’unité de la masse dans le système international ? Donner les autres unités utilisées.

4. Compléter les cases vides du schéma suivant par les noms correspondants:

00.00

.......................

..................... Page 23 sur 43

.....................

Activité 1: (mesure de la masse d’un corps solide) Réaliser l’équilibre schématisé ci-dessous et noter la valeur de la masse m du corps solide. Corps solide

Masse du corps solide m =.. . . . . . . . . . .

Activité 2: (mesure de la masse d’un corps liquide) 1. Réaliser le 1erétat d’équilibre schématisé ci-dessous et noter la valeur de la masse m1 . Eprouvette graduée vide

Masse de l’éprouvette graduée vide m1=. . . . . . . . . . 100

80

60 40

20

2. Réaliser le 2ème état d’équilibre schématisé ci-dessous et noter la valeur de la masse m2 dans le tableau. Masse de l’éprouvette graduée contenant le volume V d’eau m2=. . . . . . . . . . . . Eprouvette graduée contenant 60mL de liquide

100

80

60 40

20

3. Calculer la masse m du corps liquide.

Evaluation pratique: 1. 2. 3.

Peser 8g de sel. Schématiser les équilibres nécessaires en précisant les masses marquées utiles. Peser 3mol d'eau pure. On donne les masses molaires en g.mol-1 : H = 1 et O=16 Indiquer les masses marquées nécessaires pour réaliser les masses suivantes: 47g, 209g, 366g, 633g .

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Masse volumique et densité d’une substance

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Déterminer la masse volumique et la densité d’une substance à l’état liquide ou à l’état solide par rapport à l’eau.

Activité 1: (masse volumique ρ d’une substance à l’état solide) Déterminer expérimentalement le volume et la masse du solide puis calculer sa masse volumique. Compléter le tableau suivant : Substance à l’état

Masse m

Volume V

en g

en cm - 3

Masse volumique   m V

en g.cm - 3

en kg.m - 3

solide

Activité 2: (masse volumique d’une substance à l’état liquide ) Déterminer expérimentalement la masse d’un volume V du liquide puis calculer sa masse volumique. Compléter le tableau suivant : Substance à l’état

Masse m

Volume V

en g

en cm - 3

Masse volumique   m V

en g.cm - 3

en kg.m - 3

eau alcool

Activité 3: (densité d’un liquide et d’un solide par rapport à l’eau) 1. Calculer les densités des deux substances solide et liquide par rapport à l’eau et compléter le tableau. On donne masse volumique de l’eau pure ρeau = 1 g.cm – 3. Densité d 

Substance à l’état liquide solide Page 25 sur 43

 subs tan ce eau

2. En consultant le tableau suivant, reconnaître les matériaux des corps solide et liquide utilisés. solide

substance

liquide

Aluminium

Plomb

Cuivre

Fer

or

zinc

Mercure

huile

Alcool

chloroforme

2,7

11,3

8,9

7,9

19,3

7,15

13,6

0,92

0,79

1,48

densité

Evaluation : 1. 2. 3. 4.

La densité à –t- elle une unité? Quelle est la densité de l'eau? Pourquoi l'huile surnage à la surface de l'eau ? Deux substances différentes de même volume ont-ils la même masse ? Justifier.

5. Deux substances différentes de même masse ont-ils le même volume? Justifier.

6. Pourquoi une bouteille en verre complètement remplie d’eau se casse lorsqu’on la place dans la chambre froide d’un réfrigérateur. On donne : masse volumique de la glace ρ= 920 kg.m -3

7. Dans une éprouvette graduée, on réalise le mélange hétérogène liquide suivant : de l’huile, de l’eau, du chloroforme et du mercure

100 80 60 40 20

a/ Ecrire dans chacune des cases du schéma le liquide correspondant. b/ Schématiser dans l’éprouvette ci-dessus un morceau de liège et un autre de du fer. On donne : substance

eau

huile

liège

fer

chloroforme

mercure

densité

1

0,9

0,24

7,8

1,48

13,6

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Vaporisation de l’eau pure par ébullition

Lycée Tahar Sfar de Mahdia Meur Trigui Lotfi Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . .

Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Suivre expérimentalement l’évolution de la température θ de l’eau pure au cours de son échauffement.

Dispositif expérimental et matériel nécessaire: Thermomètre

Erlenmeyer contenant de l’eau pure 00 00 00 h

min s

Trépied Chronomètre Lampe à alcool

Support

Manipulation : 1. Réaliser le montage expérimental. 2. Placer un volume V = 100 mL d’eau pure dans l’Erlenmeyer et noter sa température initiale ( à t = 0). 3. Allumer la lampe à alcool et déclencher immédiatement le chronomètre. 4. A chaque minute ( 30 secondes ) relever la valeur de la température de l’eau pure afficher par le thermomètre et compléter le tableau suivant : t(min)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Θ(°C)

Page 27 sur 43

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

Exploitation des résultats : 0 (°C)

10

0

2

t(min)

1. Tracer, sur papier millimétré, la courbe d’évolution de la température θ de l’eau pure en fonction du temps θ= f (t).

2. S’agit-il d’une courbe d’échauffement ou de refroidissement ? Justifier.

3. Donner le nom du changement d’état subit par l’eau pure.

4. Colorer la partie de la courbe correspondant au changement d’état de l’eau pure. 5. Relever, de la courbe, la température du changement d’état.

6.

A quel instant de date t1 , le niveau de l’eau dans l’Erlenmeyer commence à baisser ? Justifier.

7.

En se basant sur la structure microscopique des états de la matière, expliquer le changement d’état subit par l’eau pure. Page 28 sur 43

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La trajectoire d’un mobiLe

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Déterminer la nature du mouvement d’un corps en exploitant un ensemble de positions associées à des dates sur sa trajectoire.

Activité 1 : 1. Réaliser le montage suivant : Feuille de papier collée sur la paillasse C B A Règle plate

Disque muni de trois troues A,B et C

j Repère R (O, i , j )

O

i

2. Faire tourner le disque et à chaque date t, marquer les positions des différents points A,B et C sur la feuille dans un repère plan R rapporté à la terre à l’aide de stylos feutres de couleurs différentes. 3. Tracer la ligne qui matérialise les différentes positions successives occupées par chacun des points A, B et C durant le mouvement du disque. 4. Reproduire les trois lignes obtenues.

Activité 2: 1. Changer la feuille de papier collée sur la paillasse. 2. Faire tourner le disque et à chaque date t, marquer les positions des différents points A,B et C sur la feuille dans un repère plan R’ lié au disque et d’origine le point A à l’aide de stylos feutres de couleurs différentes. 3. Tracer la ligne des points A, B et C durant le mouvement du disque. 4. Reproduire les trois lignes obtenues. C

j Repère R’ (A, i , j )

B

A

i

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Exploitation des résultats : 1. Qu’appelle –t- on la ligne qui matérialise les différentes positions successives occupées par un point.

2. Comparer les formes des trajectoires du point B dans les deux repères choisis. La forme de la trajectoire d’un mobile dépend – t - elle du repère choisi ?

3. Compléter le tableau suivant : point mobile

A

B

C

forme de la trajectoire dans le repère R nature du mouvement dans le repère R forme de la trajectoire dans le repère R’ nature du mouvement dans le repère R’ 4. Quel est le point du disque qui le mouvement le plus simple ? Qu’appelle –t – on ce point du disque ?

Test d'évaluation: A. Un enfant debout dans la cabine d’un ascenseur en mouvement vers le bas fait tourner, autour de sa tête, une fronde (une bille liée à une ficelle). Représenter la trajectoire de la bille par rapport : 1. A l’enfant. 2. A son père qui l’attend au rez de chaussé.

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La vitesse Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Calculer une vitesse moyenne en mètres par seconde et en kilomètres par heure.  Reconnaitre un mouvement accéléré, freiné et uniforme.  Déterminer la nature du mouvement d’un mobile en exploitant un ensemble de positions à des instants sur sa trajectoire.

Activité 1: 1. Réaliser le montage suivant :

0,000

Carton d’épaisseur e = 1 cm

Electroaimant

Chronomètre

Cellule photoélectrique o

Chariot

 i x

Plan incliné

2. Pour différentes positions d’abscisse x de la cellule, mesurer la durée de passage du carton et compléter le tableau suivant : x( en m)

Δt ( en s )

V (m.s-1)

V (km.h-1)

3. Le mouvement du chariot est-il curviligne ou rectiligne ? Justifier.

4. Le mouvement du chariot est-il freiné (retardé) ou uniforme ou accéléré ? Justifier.

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Activité 2: En exploitant les clichés (1), (2) et (3) ci-dessous obtenus par chronophotographie, compléter le tableau suivant : cliché

Vitesse au point B

Vitesse au point C

Vitesse au point D

(1) (2) (3)

cliché (1)

cliché (2)

cliché (3)

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Vitesse au point E

Nature du mouvement

Evaluation : 1. Le cliché ci-contre est une chronophotographie d’une bille tombant en chute libre. La bille est chronophotographiée tous les trentièmes de seconde (1/30 s). a. Déterminer les vitesses de la bille aux instants de dates mentionnées dans le tableau suivant : date

t8

t10

t12

t16

vitesse b. En déduire la nature du mouvement de la bille.

2. Le cliché ci-dessous représente les positions successives occupées par une bille lancée obliquement vers le haut et photographiée à des intervalles de temps Δt = 40ms . A la date t=0 la bille coïncide avec l’origine du repère.

Quelle est la nature du mouvement de la bille dans chaque phase ? Justifier.

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Relation entre le poids et la masse d’un corps Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Montrer expérimentalement la relation de proportionnalité entre la valeur du poids d’un corps et sa masse en un même lieu.  Déterminer la valeur de l’intensité de la pesanteur du lieu.

Manipulation : 1. Réaliser le montage suivant : 3

2

4

1

5 0

5N

2. Pour chacune des masses connues (masses marquées), dont la valeur est indiquée dans le tableau ci-dessous, mesurer la valeur du poids. Compléter le tableau suivant : m (kg)

 P (

0,02

0,04

0,05

0,06

0,08

0,1

)

Exploitation des résultats : 1. Tracer la courbe d’évolution de la valeur du poids en fonction de la masse 2. La courbe obtenue est-elle une fonction linéaire ou affine ? Justifier.

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P  f(m) .

3. Déterminer graphiquement le coefficient directeur de la droite appelé intensité de pesanteur noté g et donner son unité.

4. Ecrire la relation entre la valeur du poids P d’un corps et sa masse m.

5. En déduire la relation vectorielle entre le poids P d’un corps, sa masse m et le vecteur champ de pesanteur g .

Test d'évaluation: 1. On dispose sur la paillasse d’un corps de masse m inconnue. a. En exploitant la courbe tracée ci-dessus, déterminer expérimentalement la masse m du corps. b. Vérifier la valeur de la masse m trouvée à l’aide d’une balance. 2. Cocher la (ou les) case (s) correctes. a. La valeur du poids d’un corps dépend de : la nature de sa substance. sa masse. son volume. sa forme. du lieu où il se trouve. b. La valeur du poids s’exprime dans le système international : en kg. en Newton W en Newton N en N.kg-1 c. Les valeurs des poids d’une orange et d’une pomme sont : égales parce que les masses des deux corps sont égales. différentes parce que ces valeurs sont mesurées dans des lieux différents. égales parce que ces valeurs sont mesurées au même lieu et les masses des deux corps sont égales.

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Equilibre d’un solide soumis à deux forces Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

I/ But: Déterminer la condition d’équilibre d’un solide dans un repère lié à la terre (galiléen) quand il est soumis à deux forces II/ Matériel :  Deux dynamomètres.  Solide (anneau) de masse très faible pour pouvoir négliger son poids devant les autres forces.  Des fils.  Tableau de force. III/ Manipulation : 1. Exercer deux forces musculaires par l’intermédiaire de deux fils fixés à l’anneau pour le maintenir en équilibre dans le repère lié à la terre. * Comparer les directions et les sens des deux forces. …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………….. 2. * Réaliser l’expérience suivante. Anneau

Dynamomètre (D1) Dynamomètre (D2)

*comparer les intensités F1 et F2 des deux forces F1 et F2 exercées respectivement par les dynamomètres (D1) et (D2) sur l’anneau.

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…………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………… * Représenter à l’échelle F1 et F2 IV/Conclusion : ....................................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................ ...........................................................................

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La tension d’un ressort

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:   Etablir expérimentalement la relation entre la valeur T de la tension d’un ressort et sa déformation x. En déduire la loi de Hooke.  Construire à l’aide du ressort étudié un dynamomètre.

Activité 1: On considère le dispositif ci-contre : 1. Faire le bilan des forces appliquées sur le solide en

Ressort

équilibre. Solide

2. Représenter les deux forces appliquées sur le solide. 3. Par application de la condition d’équilibre d’un solide soumis à deux forces, déterminer  l’expression de la valeur T de la tension du ressort en fonction de la masse M du solide et de g .

Activité 2: 1. Réaliser le montage suivant :

Ressort à vide

Règle graduée

L0

L

x M 2. Pour chaque valeur de la masse M connue accrochée à l’extrémité libre du ressort, mesurer  g = 9,8 la déformation x et calculer la valeur T de la tension du ressort (on prendra N.kg -1). Compléter le tableau suivant :

Page 38 sur 43

M (en kg)

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

 T (en N) x (en m)

 3. Tracer la courbe d’évolution de la valeur T de la tension du ressort en fonction de x.  4. A partir de la forme de la courbe obtenue, montrer que T = k . x avec k une constante appelée la raideur du ressort dont en déterminera sa valeur et son unité.

5. On considère les deux états du ressort suivants : O

O

Etat du ressort :

Etat du ressort :

a. Compléter les cases vides (comprimé ou allongé) et représenter la tension du ressort dans les deux états. b. Justifier que la tension du ressort est une force de rappel.

c. Déterminer l’expression du vecteur tension T du ressort en fonction de k, x x = |L-L0|) et du vecteur unitaire i : loi de Hooke.

Activité 3: Utiliser la loi de Hooke trouvée pour construire un dynamomètre droit. Page 39 sur 43

(avec

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Centre de gravité d’un corps

Nom : . . . . . . . . . . . . . . .

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Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . . Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Déterminer expérimentalement le centre de gravité d’un corps  Définir le centre d’inertie d’un corps.

Activité 1: 1. Suspendre la plaque par le point A comme l’indique la figure 1. 2. Quand la plaque s’immobilise, tracer la verticale passant par le point A en se servant du fil à plomb. Fil à plomb

A

B

C

C

B A

C B

A

Figure 1 3. Suspendre la plaque par le point B puis par le point C et tracer de la même manière les deux verticales passants par ces deux points. 4. Décrocher la plaque et déterminer le point de concours G des trois droites tracées. Ce point G représente le centre de gravité de la plaque.

Activité 2: 1. En appliquant la même méthode décrite dans l’activité 1, déterminer expérimentalement les centres de gravité des corps cités dans le tableau ci-dessous et donner leurs positions. Page 40 sur 43

forme

Schéma

Position

Carré

Circulaire

Triangulaire

Croissant

Couronne

2. De quoi dépend la position du centre de gravité d’un corps ?

3. Le centre de gravité d’un corps appartient-il toujours à la matière constituant le corps ?

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Fiche de TP physique 1ère année secondaire Année scolaire : 20 . . / 20 . .

La pression Prénom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Classe : . . . . . . . . . . . . . .

But:  Déterminer expérimentalement les facteurs dont dépend la pression.  Expliquer le principe de fonctionnement d’outils simple tels que le couteau, la pince coupante, les ciseaux, tenaille …….

Activité 1: (notion de pression) 1. Poser, sans appuyer, le corps (C) parallélépipédique suivant l'une de ses faces sur la farine contenue dans le récipient.

Farine Etat (1)

Corps (C)

2. Quel est l’effet du corps (C) sur la surface de contact avec la farine ?

3. Expliquer l’origine de la déformation réalisée à la surface de la farine.

4. Quel est le nom de la grandeur permettant de caractériser cette déformation ?

Activité 2: (paramètres dont dépend la pression) Première tâche : Sans toucher à l’empreinte précédente et sans appuyer, poser le corps (C) suivant les deux autres faces sur la farine contenue dans le récipient comme l’indiquent les figures suivantes :

Etat (3)

Etat (2)

Comment varie la pression avec l’aire de la surface pressée ? Page 42 sur 43

Deuxième tâche : Reprendre le corps (C) dans l’état (1) et placer au dessus un autre corps (C’).

Farine Etat (4)

Corps (C)

Comment varie la valeur de la pression avec la valeur de la force pressante ?

Définition et unité:

Evaluation : 1. Calculer la valeur de la pression dans les trois états étudiés ci-dessus. état

(1)

(2)

(3)

(4)

valeur de la force pressante (en N) valeur de l’aire de la surface pressée ( en m2) valeur de la pression (en Pa) 2. Dans la vie courante, les grandes pressions sont désirées pour certains besoins alors qu’elles sont à éviter dans d’autres cas. Compléter le tableau suivant : solutions

exemples

grandes pression à éviter

grandes pressions désirées

3. Un monument de masse M = 2500 kg repose sur un socle à section carrée de côté a=2,5m et dont la masse est m = 1000 kg. Représenter la force pressante. Calculer la pression subie par le sol. Page 43 sur 43