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DCI.PHS。第1集:物质的本质
为了积极发展科学调查、推理和逻辑技能，本标准发展了关于物质特征和结构的基本思想。物质是任何有质量并占据空间的东西。所有物质都是由叫做原子的小粒子组成的。物质可以以固体、液体、气体或等离子体的形式存在。
PHS.1:学生将展示对物质本质的理解。
PHS.1.1::使用上下文证据来描述物质的粒子理论。检查固体、液体和气体的颗粒特性。
观察理想气体粒子在不同温度下的运动。显示了麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布的直方图，并可以计算最可能的速度，平均速度和均方根速度。不同气体的分子可以进行比较。5分钟预告
PHS.1.6::使用数学和计算分析解决密度问题。操作密度公式以确定密度、体积或质量或使用量纲分析来解决问题。
用秤测量质量，用量筒测量体积，用大烧杯观察浮选，研究质量、体积、密度与浮选之间的关系。烧杯中液体的密度可以调节，在调查过程中可以研究各种物体。5分钟预告
DCI.PHS。3::周期表
元素周期表的组织结构使科学家能够获得信息，并加深对原子相互作用概念的理解。开展科学调查可以提高逻辑推理和演绎能力，从而在关键科学概念的背景下展示科学的本质。
PHS.3:学生将分析元素周期表的组织来预测原子间的相互作用。
PHS.3.3::使用二元化合物的命名惯例，从公式中写出化合物名称，并从名称中写出平衡的公式(例如，二氧化碳- CO₂，氯化钠- NaCl，氧化铁- Fe₂O₃，和溴化钙- CaBr₂)。
通过改变反应物和生成物的系数来练习平衡化学方程。随着公式的操作，每个元素的数量以单个原子、直方图或数字形式显示。反应物和生成物的摩尔质量也可以计算和平衡，以证明质量守恒。5分钟预告
DCI.PHS。第4集:物质和能量守恒定律
物质和能量守恒定律指出，物质和能量可以以不同的方式转化，但质量和能量的总量是守恒的。这些概念应该在课堂上进行研究和进一步发展。
PHS.4:学生将分析物质的变化，以及这些变化与物质和能量守恒定律的关系。
PHS.4.2:设计和开展调查，以证明质量在化学反应中是守恒的(例如，密封塑料袋©袋中的醋和小苏打)。
化学变化导致新物质的形成。但是你怎么知道是否发生了化学变化呢?通过观察和测量各种化学反应来探索这个问题。在此过程中，你将学习化学方程，酸和碱，放热和吸热反应，以及物质守恒。5分钟预告
PHS.4.3::应用物质守恒的概念来平衡简单的化学方程。
平衡和分类五种类型的化学反应:合成，分解，单一取代，双重取代，燃烧。在平衡反应时，每一侧的原子数以可视化、直方图和数值数据的形式呈现。5分钟预告
通过改变反应物和生成物的系数来练习平衡化学方程。随着公式的操作，每个元素的数量以单个原子、直方图或数字形式显示。反应物和生成物的摩尔质量也可以计算和平衡，以证明质量守恒。5分钟预告
PHS.4.4:使用数学和计算分析来检验化学反应中质量守恒的证据，使用简单的化学计量问题(1:1摩尔比)或原子质量，用平衡方程证明质量守恒。
通过改变反应物和生成物的系数来练习平衡化学方程。随着公式的操作，每个元素的数量以单个原子、直方图或数字形式显示。反应物和生成物的摩尔质量也可以计算和平衡，以证明质量守恒。5分钟预告
探索化学反应中极限反应物、过量反应物和理论产率的概念。从两个不同的反应中选择一个，选择每个反应物的分子数，然后观察生成的产物和剩下的反应物。5分钟预告
DCI.PHS。第5集:牛顿运动定律
运动学(接触力)用文字、图表、数字、图表和方程描述物体的运动。任何运动学研究的目标都是建立科学的模型来描述和解释现实世界物体的运动。牛顿运动定律是有助于解释运动的工具的一个例子。
PHS.5:学生将分析运动、力和功的科学原理。
PHS.5.2::利用位移、运动时间、速度和加速度等特性设计和进行研究对象运动的调查。
研究一个物体落到地面时的运动。各种各样的物体可以被比较，它们的运动可以在真空、正常空气和密度较大的空气中观察到。位置、速度和加速度随着时间的推移而测量，并且可以显示物体上的力。使用手动设置，可以调整物体的质量、半径、高度和初始速度，以及空气密度和风。5分钟预告
PHS.5.3::使用正确的度量单位收集、组织和解释图形数据，以确定对象的平均速度。
创建一个跑步者的位置与时间的图表，并根据你所做的图表观察跑步者跑40米。注意这条线的斜率和跑步者的速度之间的联系。添加第二个runner(第二个图形)，并将现实世界的含义连接到两个图形的交集。也可以做一个跑步者的速度与时间的关系图，以及距离与时间的关系图。5分钟预告
PHS.5.4:使用数学和计算分析来显示力、质量和加速度之间的关系(即牛顿第二定律)。
用滑轮上的无质量绳子连接两个物体，测量它们的高度和速度。观察整个模拟过程中作用在每个质量上的力。计算物体的加速度，并将这些计算与牛顿运动定律联系起来。每个物体的质量都可以控制，滑轮的质量和半径也可以控制。5分钟预告
通过在线性轨道上试验一辆推车(上面最多放三个风扇)来了解牛顿定律。手推车有质量，每个扇子也有质量。风扇在打开时产生恒定的力，并且可以随着测量推车的位置、速度和加速度而改变风扇的方向。5分钟预告
研究一个物体落到地面时的运动。各种各样的物体可以被比较，它们的运动可以在真空、正常空气和密度较大的空气中观察到。位置、速度和加速度随着时间的推移而测量，并且可以显示物体上的力。使用手动设置，可以调整物体的质量、半径、高度和初始速度，以及空气密度和风。5分钟预告
PHS.5.5::使用探测系统和/或在线模拟来设计和构建调查，以观察力、质量和加速度(F=ma)之间的关系。
用滑轮上的无质量绳子连接两个物体，测量它们的高度和速度。观察整个模拟过程中作用在每个质量上的力。计算物体的加速度，并将这些计算与牛顿运动定律联系起来。每个物体的质量都可以控制，滑轮的质量和半径也可以控制。5分钟预告
使用工程设计过程和数学分析来设计和构建模型来演示动量守恒定律(例如，过山车，自行车头盔，保险杠系统)。
用两个无摩擦的冰球研究二维弹性碰撞。每个冰球的质量、速度和初始位置都可以修改，以创建各种场景。5分钟预告
在无摩擦空气轨道上调整两个滑翔机的质量和速度。测量每个滑翔机的速度、动量和动能，因为它们彼此接近和碰撞。碰撞可以是弹性的也可以是非弹性的。5分钟预告
DCI.PHS。6:波
波浪在自然界中无处不在。在我们理解波的本质、性质和行为之前，对物理世界的理解是不完整的。学生们在日常生活中经历了横波和横波。对波的更深入的探索将使学生概念化这些波。目标是开发各种波的模型，并应用这些模型来理解波的相互作用。
PHS.6:学生将探索波的特征。
PHS.6.1::使用模型来分析和描述机械波特性的例子(例如，波长、频率、速度、振幅、稀疏度和压缩)。
在模拟波纹池中研究波动、衍射、干涉和折射。可以选择各种各样的场景，包括带有一个或两个间隙的障碍物、多个波源、反射障碍物或水下岩石。波的波长和强度可以调节，以及水槽中的阻尼量。5分钟预告
DCI.PHS。7:能量
关于不同能量形式和能量转换的概念继续得到扩展和更深入的探索，导致更多数学应用的发展。重点应放在学生积极发展科学调查、推理和逻辑技能上。
PHS.7:学生将研究不同形式的能量和能量转换。
PHS.7.2:利用科学调查来探索能量从一种类型到另一种类型的转换(例如，势能到动能，以及机械、化学、电、热、辐射和核能的相互作用)。
一个下落的圆柱体与一个旋转的螺旋桨相连，螺旋桨搅动并加热烧杯中的水。圆柱体的质量和高度，以及水的数量和初始温度都可以调节。当能量从一种形式转换为另一种形式时，测量水的温度。5分钟预告
研究在有或没有摩擦的情况下，一块从斜面上滑下的能量和运动。斜坡角度可以变化，可以使用多种材料的块和斜坡。势能和动能报告，当块滑下斜坡。两个实验可以同时进行，当因素变化时比较结果。5分钟预告
PHS.7.4:进行调查以提供能量守恒的证据，因为能量从一种形式的能量转换为另一种形式的能量(例如，风到电，化学到热，机械到热，势能到动能)。
在无摩擦空气轨道上调整两个滑翔机的质量和速度。测量每个滑翔机的速度、动量和动能，因为它们彼此接近和碰撞。碰撞可以是弹性的也可以是非弹性的。5分钟预告
用摆做实验，了解简谐运动中的能量守恒。摆的质量、长度和重力加速度可以调节，初始角度也可以调节。摆动摆的势能、动能和总能量可以显示在表格、条形图或图形上。5分钟预告
研究在有或没有摩擦的情况下，一块从斜面上滑下的能量和运动。斜坡角度可以变化，可以使用多种材料的块和斜坡。势能和动能报告，当块滑下斜坡。两个实验可以同时进行，当因素变化时比较结果。5分钟预告
调整玩具车过山车上的山丘，看看当汽车朝着轨道尽头的鸡蛋(可以打破的)倾斜时会发生什么。三座小山的高度，以及汽车的质量和赛道的摩擦力都可以控制。在汽车行驶过程中，可以看到各种运动变量的图形，包括位置、速度、加速度、势能、动能和总能量。5分钟预告
