A) Préliminaires

Groupe lycée – Académie de Nice -2010
Thème : La pratique du sport (après le thème sur la santé)
Situation déclenchante qui va guider tout le thème
Rémi est un adolescent de douze ans. Il est actuellement en tennis étude au collège X et, son
classement au tennis est 15/5. Les parents de ce dernier, au travers des matchs qu’il dispute, trouvent
que leur enfant n’arrive plus à progresser.
Ils se demandent alors (ils ont fait des études plutôt scientifiques !!) si la science ne pourrait pas aider
leur fils à améliorer son jeu.
Activité 1 à la maison : (3H00 !!)
Objectifs :
- Rappeler les différentes étapes d’une démarche scientifique (préparation au TPE de
première)
- Compétences transversales (du domaine de la langue française)
- Recherches documentaires raisonnées.
« Mettez-vous dans la peau d’un scientifique (ayez une démarche scientifique !!), et proposer aux
parents de Rémi, par écrit, des solutions scientifiques qui pourraient permettre à ce dernier de
réellement progresser.
Vous pouvez faire des recherches documentaires en justifiant ce qui les a motivées !!
On vous demande d’identifier clairement, dans votre écrit, les différentes étapes de la démarche
scientifique adoptée.
L’activité 1 sera évaluée et utilisée pour introduire les différentes pistes d’investigation (on peut
envisager une correction conjointe avec le professeur de français ?!!).
- On évaluera « l’existence » de la démarche scientifique.
- On évaluera la clarté du propos.
Classe entière (2 heures) : Discussion collective relative à l’activité 1.
Objectifs:
- Notions de trajectoire, de référentiel, de vitesse et de force.
Doit ressortir des propos :
On doit savoir avant tout pourquoi Rémi ne progresse pas ═► nécessité d’identifier ses
difficultés =►aller chercher des réponses auprès de parents.
Réponses des parents :
1) Rémi perd ses matchs car il a un mauvais service.
2) Rémi a souvent « une baisse de régime » durant un match trop long ou lorsque les
matchs se succèdent.
Quelles réponses scientifiques pour solutionner 1) et 2) ?!!
1) Plus de technique !! Qu’est-ce que cela signifie ? Avoir le bon mouvement pour que la balle
passe le filet et tombe avec une vitesse importante dans le carré de service c'est-à-dire que la
balle ait une « bonne trajectoire » qui puisse mettre l’adversaire de Rémi en difficulté.
═►De quoi dépend, selon vous, la trajectoire de la balle de tennis après que Rémi ait servi ?
Emission d’hypothèses par les élèves ? (vitesse de la balle au départ, forces qui s’exercent sur la
balle……….)
On garde toutes les hypothèses et l’enseignante va donner des informations supplémentaires
(notions scientifiques) pour que les élèves puissent les confirmer ou les infirmer

Groupe lycée – Académie de Nice -2010
Activité 2 : (30 min par groupe + 25 min pour protocole consensuel en vue du TP1)
Objectif :
-Trajectoire et relativité du mouvement.
Voici le discours qui s’est établit entre deux élèves de seconde suite à la question « De quoi dépend,
selon vous, la trajectoire de la balle de Tennis après que Rémi ait servi ? »
E1 : « La trajectoire de la balle de Rémi va dépendre de la personne qui l’observe. »
E2 : « Quelle drôle d’idée, tu dis n’importe quoi ; la trajectoire de la balle, c’est la trajectoire de la
balle et elle ne dépend pas de la personne qui l’observe !!»
Quel est l’élève qui a selon vous raison ? Envisagez une expérience qui pourrait vous permettre de le
montrer.
TP 1 (1H30 en classe dédoublée)
Objectifs :
- Filmer une situation.
- Exploiter le film réalisé pour répondre à la consigne de l’activité 2.
Classe entière : (1H00) : synthèse (on introduira aussi la vitesse moyenne d’un système).
=► I) du Chapitre VIII : Le mouvement d’un système
Trajectoire, relativité d’un mouvement+ vitesse moyenne
Activité 3 (classe dédoublée) : (1H30)
Objectifs :
- Notion de force.
- Effet d’une force.
- Bilan de forces sur un système.
« Pourquoi, une fois lancée par Rémi, la balle de tennis touche-t-elle le sol ?!!Précisez »
═►Poids de la balle. Est-ce la seule force ? =►bilan de forces. (45 min).
Donner trois chronophotographies relatives au mouvement de la balle de tennis après qu’elle ait été
lancée par Rémi .Pour chacune de ces chronophotographie les élèves devront prévoir comment
Rémi a dû lancer la balle. Demander alors l’effet du poids de la balle (supposé être la seule force
s’exerçant sur la balle) sur la trajectoire de cette dernière.
Classe entière (2H00)
(1H00) : Fin II) du chapitre VIII (forces, effet d’une force et bilan de forces) + Exercices
(1H00) :
Objectifs :
- Introduction du TP n°2
- Différence entre boisson énergisante et boisson énergétique.
- Lecture et exploitation correcte de documents.
« Revenons aux difficultés de Rémi et notamment sur la solution scientifique qui pourrait permettre à
Rémi de surmonter la difficulté 2) signalée par ses parents. Voici la proposition faite par un élève :
« Rémi devrait consommer des boissons énergisantes, cela devrait lui permettre d’être plus
performant lors d’un match très long ». Ecrivez, à la lecture des deux documents fournis (« S’hydrater
pendant l’effort est essentiel, mais pas n’importe comment: buvez isotonique ! », « Les boissons
énergisantes »), ce que vous pensez du conseil donné par l’élève à Rémi. (Travail sera ramassé et
évalué) » (30 min individuel + 25 min collectif).
TP 2 : (1H30) : classe dédoublée

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Objectifs :
- Réinvestir les notions de quantité de matière, de concentration molaire et massique.
- Connaître et réaliser les différentes étapes de la préparation d’une solution de concentration
molaire fixée en une espèce chimique X, par dissolution de X (Réinvestissement).
« Les parents de Rémi sont d’accord pour acheter des boissons énergétiques à leur fils. Ses derniers
trouvent cependant ce genre de boissons trop cher. Après consultation du doc ci-dessous (tiré d’un
site internet), ils décident de fabriquer une boisson isotonique pour leur fils. « Lisez le texte ci-dessous
et proposer le protocole expérimental que vous envisagez pour préparer, comme le ferait un bon
technicien de laboratoire, 100 mL d’une solution isotonique de concentration molaire en saccharose
C = 8,8*10-2 mol.L-1. » (35 min)
Comment préparer une boisson isotonique ?
Dans le cas d’un effort de moins de 2 heures
En pratique, comptez de 30 g/l (temps chaud) à 70 g/l (temps froid) de sucre pour obtenir une boisson
isotonique. Vous pourrez utiliser du sucre en morceau ou en poudre (saccharose). Dissolvez le sucre
dans une tasse de thé vert, au citron ou à la vanille. Ajoutez une pincée de sel. Complétez avec de
l’eau et laissez refroidir au réfrigérateur. La boisson devra être consommée dans les 24 heures. Vous
pouvez également remplacer le sucre et le thé par 50 cl de jus de fruit complété par 50 cl d'eau.
Pour la boisson d’attente, il convient de diminuer la quantité de sucre et de remplacer le saccharose
par du fructose. Le fructose est un sucre simple que l’on trouve dans les fruits et dans le miel. Etant
assimilé par l’organisme plus lentement que le glucose ou le saccharose, il permet de diminuer la
sécrétion d’insuline et de réduire ainsi les risques d’hypoglycémie. Un inconvénient du fructose, outre
son coût plus élevé que celui du saccharose, est qu’il est parfois mal toléré par l’organisme. Il peut
occasionner des diarrhées voire des nausées chez certaines personnes.
Molécule de saccharose.
- Discussion pour arriver à un protocole consensuel (30 min).
- « Réaliser le protocole » (On évaluera les gestes techniques de l’élève qui n’avait pas été
évalué sur la dissolution dans le cadre du thème « la santé »). (20 min).
Classe entière : (1H00)
Contrôle : Chapitre VII
TP 3 : (classe dédoublée)
Objectifs :
- Introduction de la notion de transformation chimique.
- Recherche documentaire.
Dans le cas d’un effort de plus de 2 heures
Pour les efforts de longue durée, les boissons constituées de sucres simples s’avèrent insuffisantes si
elles ne sont pas complétées par une alimentation solide et/ou par des maltodextrines. L’utilisation

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des maltodextrines en complément des sucres rapides (saccharose, fructose) permet un apport
supplémentaire d’énergie qui n’interviendra environ que 2 heures après absorption. Ces polymères de
glucose, assimilables à des sucres lents bien qu’ils n’en soient pas, prennent en effet un certain temps
à se dégrader en glucose.
Pour préparer une boisson d’effort de longue durée, versez de 30 à 40 g de maltodextrine dans 1 litre
d’eau ou de thé. Ajoutez de 30 g (temps chaud) à 70 g (temps froid) de sucre (saccharose) ou de sirop.
Ajoutez une pincée de sel. Vous pouvez également remplacer le sucre par 50 cl de jus de fruit
complété par 50 cl d'eau. Conservez au frais et consommez dans les 24 heures.
Qu’est-ce que la maltodextrine ?
La maltodextrine est un glucide dérivé du maïs, association de plusieurs molécules de glucose et
maltose. On l’obtient par transformation de l’amidon de maïs (parfois de blé) par hydrolyse.
L’hydrolyse, ou décomposition par l’eau, permet l’obtention de molécules de plus petites tailles.
L’hydrolyse du saccharose, par exemple, permet d’obtenir du glucose et du fructose. Selon le degré
d’hydrolyse (dextrose équivalent), on obtient du glucose pur (dextrose), des sirops, du maltose, des
maltodextrines.
Les maltodextrines n’ont pas un goût sucré et se digèrent plus rapidement que l’amidon.
Contrairement à la plupart des sucres rapides, le fructose en particulier, elles sont bien tolérées par
l’organisme. Leur dégradation en glucose se fait avec un certain retard d’où l’intérêt de les utiliser en
association aux sucres rapides dans les boissons de l’effort de longue durée.
Lire le texte ci-dessus et répondre à la consigne ci-dessous :
« Expliquer, par écrit et, de façon scientifique la phrase suivante tirée du texte « L’hydrolyse du
saccharose, par exemple, permet d’obtenir du glucose et du fructose » ».
35 min de recherche documentaire + discussion collective pour arriver à l’idée de transformation
chimique (20 min).
« Quelle différence faites-vous entre réaction chimique, équation chimique et transformation
chimique ? »
=► Pour préciser tout cela, une expérience historique : Distribution de l’activité traditionnelle 4
relative à l’expérience historique de Lavoisier (20 min en classe + la terminer à la maison).
Classe entière (2H00)
Objectif :
- Activité introductive au principe de l’inertie.
Pour en revenir au mouvement d’un système !!
Question
La science permet-elle, selon vous, de prévoir le mouvement de la balle de tennis lancée par Rémi
après que ce dernier ait servi ?
Discussion : Mouvement ? i.e vitesse et trajectoire !! Oui, non ?!
═► Pour répondre en partie à cette question on propose aux élèves une activité supplémentaire !!
Activité supplémentaire 5:
-Position du problème :
« Une patineuse sur une patinoire horizontale n’est soumise « globalement » à aucune force. Peut-
elle être selon vous en mouvement ? Envisager une expérience permettant de justifier votre
réponse. » (30 min par groupe de sept).
-6 min par groupe : réponse de chaque groupe (42 min)
-Elaboration de protocoles consensuels permettant de vérifier les affirmations des différents groupes
en vue du TP 4.

Groupe lycée – Académie de Nice -2010
TP 4 (classe dédoublée) (1H30)
Objectif :
- Le principe de l’inertie.
Activité expérimentale (réalisations des protocoles proposés lors de l’activité 5 mais la table avec
mobile autoporteur sera bien évidemment sortie et utilisée pour aller au-delà de la réponse à
l’activité 5 et, mettre en évidence le mouvement d’un système en translation (qui n’est pas au
repos !!) soumis à des forces qui se compensent !!) + Synthèse III) (Principe de l’inertie) du chapitre
VIII.
Classe entière (1H00)
Exercices relatifs au chapitre VIII.
Activité 6 (à la maison)
Objectifs :
- Introduction de la notion de pression.
- Recherches documentaires.
- Compétences transversales.
«On propose à Rémi un stage de tennis en altitude d’une semaine. Ses parents ont entendu dire que
cela permettait d’améliorer les performances des sportifs. Faites des recherches documentaires et
écrivez aux parents de Rémi une lettre, qui les aide à prendre une décision raisonnée concernant ce
stage en altitude d’une semaine ».
TP n°5 (1H30)
Objectifs:
- Loi de Boyle-Mariotte.
- Pression au sein d’un liquide au repos en fonction de la profondeur.
« Rémi, suite à la lettre écrite par un des élèves n’est pas autorisé par ses parents à faire le stage en
altitude. Rémi est ravi car un ami lui a proposé un stage de plongée d’une semaine. Mais ses parents
refusent car, selon eux, la plongée est un loisir bien trop dangereux. Il y a, en effet, des risques de
surpression pulmonaire et d’embolie gazeuse. Lisez les documents fournis (docs issus d’une activité
proposée dans le livre Nathan de TST2S + doc sur les dangers de la plongée sous-marine tiré d’un site
internet ) et proposer un protocole expérimental qui montre quantitativement (à l’aide du matériel
qui se trouve sur le chariot : seringue liée à un manomètre !!), le phénomène qui est à l’origine de la
surpression pulmonaire dans le cadre de la plongée. »
- 15 min de recherche individuelle.
- 30 min de recherche par groupe de quatre durant lesquelles le protocole sera écrit.
- 30 min de réalisation du protocole proposé par chaque groupe.
- Rédaction du compte-rendu pour le cours suivant sur lequel devra apparaître :
-Le problème posé (Comment mettre en évidence expérimentalement, avec le matériel
disponible sur le chariot, le phénomène qui est à l’origine de la surpression pulmonaire ?).
-Le protocole proposé.
-Conclusion : En quoi les résultats tirés de l’expérience proposée montrent-ils le phénomène
qui est à l’origine de la surpression pulmonaire ? Soyez explicite.
Classe entière (2H00)
- Contrôle (1H00)
- Chapitre IX : « Vous avez dit pression ? »(Notions de force pressante, pression au sein d’un
liquide, d’un gaz). (1H00)