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第1课:科学与工程实践

H.P.1:学生将使用科学和工程实践，包括科学探究的过程和技能，来发展对科学内容的理解。

H.P.1A:科学和工程实践支持科学概念的发展，培养科学思维所必需的思维习惯，并允许学生以类似于科学家和工程师使用的方式从事科学研究。

H.P.1A。1:问问题

细化模型、解释或设计，或

H.P.1A.1.3:扩展调查结果或质疑科学论点或主张。

H.P.1A。2:开发、使用和改进模型

H.P.1A.2.1:理解或表示现象、过程和关系，

H.P.1A.2.2::测试设备或解决方案，或

H.P.1A.2.3::与他人交流想法。

H.P.1A。3:计划并进行受控的科学调查，以回答问题，测试假设，并提出解释:

H.P.1A.3.1:根据可信的科学信息提出科学问题和可检验的假设，

h.p.a .3.2::确定材料、程序和变量，

H.P.1A.3.3::使用适当的实验室设备、技术和技术来收集定性和定量数据

H.P.1A.3.4::以适当的形式记录和表示数据。使用适当的安全程序。

H.P.1A。4:分析和解释信息文本的数据和从调查中收集的数据，使用一系列方法(如制表，图表或统计分析)

H.P.1A.4.1::揭示模式和构建意义，

H.P.1A.4.2:支持或反驳假设、解释、主张或设计，或

H.P.1A.4.3::评估结论的强度。

H.P.1A。5:运用数学和计算思维

H.P.1A.5.1::使用和操作适当的英制和公制单位，

H.P.1A.5.2::表达模型和调查的变量之间的关系，或

H.P.1A。6:构造现象的解释使用

H.P.1A.6.1:主要或次要科学证据和模型

h.p.a .6.2:科学调查结论，

H.P.1A.6.3:基于观测和测量的预测，或

H.P.1A.6.4::以图形、表格或图表形式传达的数据。

H.P.1A。8:获取和评估科学信息

H.P.1A.8.3::开发模型，

H.P.1B:技术是为了满足人类的欲望和需求而对自然界进行的任何修改。工程设计过程包括一系列用于解决问题的迭代步骤，并经常导致开发新的或改进的技术。

H.P.1B。1:利用科学知识构造设备或设计解决方案，以解决特定问题或需求:

H.P.1B.1.3:产生和交流可能的设备或解决方案的想法，

H.P.1B.1.4::制造和测试设备或解决方案

H.P.1B.1.5::确定设备或解决方案是否解决了问题，并在需要时改进设计

H.P.1B.1.6::传达结果。

2::相互作用和力量

H.P.2:学生将证明理解如何使用力的概念解释和预测物体之间的相互作用及其后续运动。

一个物体的线性运动可以用它的位移、速度和加速度来描述。

H.P.2A。1:对一个物体的直线运动进行计划和控制的科学调查，包括对物体的位移、运动时间、匀速、平均速度和恒定加速度的解释。

H.P.2A。3:运用数学和计算思维，应用公式有关一个物体的位移，匀速，平均速度和恒定加速度。解释位移、速度和加速度符号的含义。

H.P.2A。4:开发和使用模型来表示物体的位移、速度和加速度(包括矢量图、数据表、运动图、点运动图和数学公式)。

H.P.2A。5:构造解释什么是“恒定”速度和“恒定”加速度(包括写物体运动的描述和计算位置-时间和速度-时间图上直线斜率的符号和大小)。

H.P.2B:物体之间的相互作用及其随后的运动可以通过分析作用在物体上的力和应用牛顿运动定律来解释和预测。

H.P.2B。第1题:计划并进行涉及物体运动的受控科学调查，以确定物体上的合力、质量和加速度(牛顿第二运动定律，Fnet = ma)之间的关系，并分析收集到的数据，使用牛顿第二运动定律构建物体运动的解释。

H.P.2B。2:用自由体图来表示物体上的力。

H.P.2B。第3课:使用牛顿第三运动定律来解释日常现象(如锤子击中钉子，火箭发动机的推力，飞机机翼的升力，或一本放在桌子上的书)，并确定每种给定情况下涉及两个物体的力对，并比较每个力的大小和方向。

H.P.2B。5:计划和进行受控的科学调查，以支持动量守恒定律在两个物体线性移动的情况下(p=mv)。

H.P.2B。第7题:应用物理学原理来设计一个装置，使物体在碰撞过程中受到的力最小化，并为该设计构造一个解释。

H.P.2B。开发和使用模型(如计算机模拟、绘图或演示)和牛顿第二运动定律来解释为什么在圆周上匀速运动的物体会加速。

H.P.2C:物体之间的接触相互作用及其后续运动可以通过分析作用在物体上的法力、拉力、作用力和摩擦力，并应用牛顿运动定律来解释和预测。

H.P.2C。1:用自由体图表示物体上的法力、张力(或弹性)、作用力和摩擦力。

H.P.2C。4:分析和解释关于力和位移的数据，以确定弹性材料的弹簧(或弹性)常数(胡克定律，F=-kx)，包括构造一个适当的图形，以便绘制一条最佳拟合线，其计算斜率将产生弹簧常数k。

H.P.2D:物体之间的非接触(远距离)相互作用及其后续运动可以通过分析作用在物体上的万有引力、电磁力和牛顿运动定律来解释和预测。这些非接触力可以表示为场。

H.P.2D。2:利用数学和计算思维来预测两个物体质量之间的关系，它们之间的吸引力引力，以及它们之间的距离(牛顿万有引力定律，F=Gm1m2/r²)。

H.P.2D。4:使用数学和计算思维来预测两个粒子之间的电荷关系，它们之间的吸引力或排斥力，以及它们之间的距离(库仑定律)。F = kq1q2 / r²)。

H.P.2D。5:通过绘制两个给定电荷、两个大质量物体或一个条形磁铁的场图，构建解释重力、电和磁的非接触力如何被建模为场，并使用这些图定性地解释在场中特定位置的力的方向和大小。

H.P.2D。6:用一个自由体图来表示物体上的引力。

H.P.2D。7:用一个自由体图来表示电荷上的电作用力。

H.P.2D。8:开发和使用模型(如计算机模拟、绘图或演示)来解释移动带电粒子(电流)与磁力和磁场之间的关系。

H.P.2D。9:用牛顿万有引力定律和牛顿第二运动定律来解释为什么所有靠近地球表面的物体都有相同的加速度。

H.P.2D。10:运用数学和计算思维，应用Fnet = ma来分析涉及非接触相互作用的问题，包括自由落体物体。

第3集:交互作用和能量

H.P.3:学生将证明理解如何使用能量守恒的概念来解释和预测物体之间的相互作用。

H.P.3A:功和能彼此相等。功被定义为位移和引起位移的力的乘积;这就导致了机械能的传递。因此，在机械能的情况下，能量被视为做功的能力。这叫做功能原理。做功(或能量转换)的速率称为功率。对于为人类做有用工作的机器来说，有用功率输出的比例就是机器的效率。对于所有能量，在所有情况下，封闭系统中的能量保持恒定。

H.P.3A。1:使用数学和计算思维来确定恒定力所做的功(W㷽)。

H.P.3A。2:运用数学和计算思维来分析与物体做功或物体做功及其能量变化有关的问题。

H.P.3A。3:获取信息来传达能量在弹性和非弹性碰撞中是如何守恒的。

H.P.3B:机械能是指运动(动能)和储存的能量(势能)的结合。当只有保守力作用在物体上，且没有质量转化为能量时，机械能是守恒的。重力势能和电势能可以被建模为储存在由大质量物体或带电粒子产生的场中的能量。

H.P.3B。1:开发和使用模型(如计算机模拟、绘图、条形图和图表)来举例说明在简单系统中机械能的转换，以及那些有周期运动和只有保守力起作用的系统。

H.P.3B。第2题:使用数学和计算思维来论证在简单系统中机械能守恒的有效性，以及那些具有周期运动的系统，并且只有保守力起作用(KE =½mv²，PEg = mgh, PEe =½kx²)。

h.p.c c:当两个物体之间存在温差时，以热能(热)从较热的物体传递到较冷的物体的形式发生相互作用。热能是一个系统的分子和/或原子的总内部动能，与温度有关，它是一个系统的粒子的平均动能。能量总是通过传导、对流或辐射的过程从热流向冷。

H.P.3C。2:分析和解释数据，描述不同材料的导热系数。

H.P.3C。3:开发和使用模型(如图纸或小型温室)来举例说明地球的能量平衡(包括传导、对流和辐射)。

声音是一种机械的纵波，是振动(动能)通过介质传递能量的结果。

H.P.3D。3:开发和使用模型来解释当观测者和波源的相对位置发生变化时(多普勒效应)，声波的观测频率会发生什么变化。

H.P.3D。4:运用数学和计算思维来分析有关声波的频率、周期、振幅、波长、速度和能量的问题。

在电路相互作用过程中，电能(存储在电池中的能量或通过电流传输的能量)被转化为其他形式的能量并传递给电路设备和周围环境。带电粒子和磁铁形成了储存能量的场。磁场对移动的带电粒子施加力。变化的磁场导致导线中的电子移动，从而产生电流。

H.P.3E。1:计划并进行可控的科学调查，以确定通过欧姆电阻的电流和电位降(电压)之间的关系。分析和解释数据，以验证欧姆定律，包括构造一个适当的图形，以绘制一条最佳拟合线，其计算斜率将产生R，电阻的电阻。

H.P.3E。2:开发和使用模型(如电路图纸和数学表示)，通过跟踪电子的路径，包括能量转换、转移、能量和电荷守恒的概念，来解释电路是如何工作的。

H.P.3E。5:计划并进行受控的科学调查，以确定串联和并联电阻如何影响灯泡的功率(亮度)。

H.P.3E。6:获取和交流关于磁和电流之间关系的信息，以解释磁铁和线圈在麦克风、扬声器、发电机和电机中的作用。

H.P.3F:在辐射能相互作用中，能量可以在没有介质的情况下长距离传输。辐射可以被建模为电磁波或离散的能量包流(光子);在真空中，所有的辐射都以同样的速度(光速)传播。这种电磁辐射是地球上生命的主要能量来源。

H.P.3F。2:计划并进行受控的科学调查，以确定电磁波谱中可见光部分与各种物体(包括镜子，透镜，带有两个狭缝的屏障和衍射光栅)之间的相互作用，并在这些情况下使用模型(包括射线图)构建光的行为(反射，折射，透射，干涉)的解释。

H.P.3F。3:用图表举例说明光从一种透明介质传递到另一种透明介质的行为，并对这种行为进行解释。

H.P.3F。运用数学和计算思维来分析与光的频率、周期、振幅、波长、速度和能量有关的问题。

H.P.3G:核能是储存在原子核中的能量;这种能量把原子束缚在一起，称为结合能。结合能是质量和能量等价的反映;任何原子核的质量总是小于组成它的单个核子的质量之和。结合能也是衡量存在于原子核中的强核力的指标，它是克服质子间排斥力的原因。强核力和弱核力、引力和电磁力是自然界的基本力。强核力和弱核力决定了核的大小、稳定性和放射性衰变的速率。在亚原子尺度上，能量守恒变成质能守恒。

H.P.3G。1:开发和使用模型来表示原子的基本结构(包括质子、中子、电子和原子核)。

H.P.3G。2:开发和使用模型(如图纸、图表、计算机模拟和演示)来交流聚变和裂变之间的异同。给出聚变和裂变反应的例子，并包括质能守恒的概念。

H.P.3G。3:建构科学论据，支持或反对将聚变和裂变作为可用能源的可行性。

H.P.3G。4:使用数学和计算思维来预测放射性衰变的产物(包括α， β和γ衰变)。

H.P.3G。5:获取信息，宣传放射性衰变过程如何具有实际应用(如食品保存、癌症治疗、化石和岩石年代测定以及作为放射性同位素医学示踪剂)。

南卡罗莱纳-科学:物理

采用时间:2014年

第1课:科学与工程实践

2::相互作用和力量

第3集:交互作用和能量