Physical Science-1st Quarter - · PDF fileacceleration! Physical! Science ......

43
Lorain City School District Scope, Sequence and Pacing Guides Physical Science – Grade 9 Common Formative Assessments will be implemented daily. Physical Science – Early 1 st Quarter Strand: Physical Science Topic Content Statement Days Clear Learning Target Vocabulary Core Resources Additional Resources Assessment Scientific Inquiry and Application (ongoing throughout the year) Design and conduct scientific investigations (ODE) 3 days I can … Understand and agree to follow a Lab Safety Contract. Understand the meaning of Lab Safety Symbols. Identify and correct unsafe laboratory practices and techniques. Control a fire by the components of a fire triangle, how to use a fire extinguisher, the different types of smoke detectors and how they work, and how to understand and use a material safety data sheet (MSDS), and the function and purpose of OSHA (Occupational Safety and Health Act of 1970 Fire triangle class A, B, C, D fires photoelectric and radioactive smoke detectors mercury material safety data sheets (MSDS) Glencoe Physical Science w/Earth Science. Conceptual Physical Science. Handouts: Safety Symbols. Laboratory and Safety Guidelines. Fire Safety Notes. EPA.ohio.gov Material Safety Data Sheets www.osha.gov Safety and Measurement Test

Transcript of Physical Science-1st Quarter - · PDF fileacceleration! Physical! Science ......

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Physical  Science  –  Early  1st  Quarter  Strand:  Physical  Science  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  

Resources  Additional  Resources   Assessment  

Scientific  Inquiry  and  Application  

 (ongoing  

throughout  the  year)    

Design  and  conduct  scientific  investigations  (ODE)    

3  days  

I  can  …    Understand  and  agree  to  follow  a  Lab  Safety  Contract.      Understand  the  meaning  of  Lab  Safety  Symbols.    Identify  and  correct  unsafe  laboratory  practices  and  techniques.      Control  a  fire  by  the  components  of  a  fire  triangle,  how  to  use  a  fire  extinguisher,  the  different  types  of  smoke  detectors  and  how  they  work,  and  how  to  understand  and  use  a  material  safety  data  sheet  (MSDS),  and  the  function  and  purpose  of  OSHA  (Occupational  Safety  and  Health  Act  of  1970  

Fire  triangle    class  A,  B,  C,  D  fires    photoelectric  and  radioactive  smoke  detectors    mercury    material  safety  data  sheets  (MSDS)    

Glencoe    Physical  Science  

w/Earth  Science.  

 Conceptual  Physical  Science.  

 

Handouts:  Safety  Symbols.  

Laboratory  and  Safety  

Guidelines.      

Fire  Safety  Notes.  EPA.ohio.gov    Material  Safety  Data  Sheets      www.osha.gov  

 

Safety  and  Measurement  

Test    

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Scientific  Inquiry  and  Application  

     

(ongoing  throughout  the  

year)    

Design  and  conduct  scientific  investigations  (ODE)      Communicate  and  support  a  scientific  argument.  (ODE)(HS-­‐ETS1-­‐1;1-­‐2;1-­‐3)    Use  technology  and  mathematics  to  improve  investigations  and  communications  (ODE)      Identify  questions  and  concepts  that  guide  scientific  investigations.  (ODE)    

3  days  

I  can  …    Understand  that  the  scientific  method  is  a  model  to  use  to  design  scientific  investigations  and  can  be  revised.    Understand  that  different  units  attached  to  a  measurement  define  a  number  and  be  able  to  understand  which  units  apply.  (grams,  g/liter,  m/s,  m/s2    etc.)    Use  lab  equipment  (ruler,  balance,  graduated  cylinder,  thermometer,  etc.)  to  accurately  measure/record  various  objects  to  the  correct  number  of  significant  figures.    Identify  and  accurately  use  different  laboratory  equipment  to  measure/record  data  to  the  correct  number  of  significant  figures.    

hypothesis  control  variable  theory  data  independent          variable  dependent            variable  controlled          variable  significant  figures  Bunsen  burner  test  tube  tongs,  graduated              cylinder  meniscus  Erlenmeyer      flask  Florence  flask  ring  stand  beaker  test  tube    clamp  thermometer  purpose/objective  hypothesis  materials  procedures  data  table  graph  conclusion.            

Glencoe    Physical  Science  w/Earth  Science.  

 Conceptual  Physical  Science.  

   

Glencoe    Physical  Science  w/Earth  Science.  

 Conceptual  Physical  Science.  

   

Triple  beam  balances,  

metric  rulers,  graduated  cylinders,  

thermometers  

Designing    an  Experiment  

       

Appendix  I  in  Conceptual  

Physical  Science.  Reference  Table  in  Glencoe  

Physical  Science  w/Earth  Science.  

Significant  Figures  

Summary  notes.  Precision,  

accuracy  and  significant  

figures  handouts  on  measurement  

   

Significant  Figures  

Measurement  Lab      

Obscertainer  Lab  or  

Observation  Class  Activity.  

 Components  of  a  

lab  report  handout.  

   

 

Safety  and  Measurement  

Test                                        

Lab  reports  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Distinguish  the  difference  between  an  observation  and  an  inference.    Write  a  lab  report.    

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  

Resources  Additional  Resources   Assessment  

Forces  and  Motion  

   

This  topic  focuses  on  forces  and  motion  within,  on  and  around  the  Earth  and  within  the  universe.  

               

           

Motion:  Introduction  to  a  one  dimensional  vector  to  show  that  forces  have  magnitude  and  direction.  Displacement,  velocity:  constant,  average,  and  instantaneous)  and  acceleration  will  be  differentiated.  Interpreting  position  vs.  time  and  velocity  vs.  time  graphs.  (HS-­‐PS2-­‐2,ODE)    Forces  can  be  added.  The  net  force  on  an  object  is  the  sum  of  all  of  the  forces  acting  on  the  object.  The  net  force  acting  on  an  object  can  change  the  object’s  direction  and/or  speed.    The  motion  of  an  object  is  always  measured  with  respect  to  a  reference  point.    When  the  net  force  is  greater  than  zero,  the  object’s  speed  and/or  direction  will  change.    

9  days                                                  

I  can…    Use  vectors  to  show  direction  and  magnitude  of  forces  such  as  weight,  velocity,  air  and  resistance.    I  can  determine  that  forces  moving  in  the  same  direction  are  additive,  forces  opposing  one  another  are  subtractive.  Forces  moving  at  an  angle  to  one  another  are  found  using  the  parallelogram  rule.                Understand  that  motion  of  an  object  is  always  measured  with  respect  to  a  reference  point.    

vector,  velocity,  unbalanced  forces,  speed,  force,  net  force,  friction,    displacement,  balanced  forces,  average  speed,  air  resistance,  acceleration  Normal  force,  frictional  force  (static,  sliding,  rolling),  gravity,  tension  force,  air  resistance,  mechanical  equilibrium,  dynamic  equilibrium,  terminal  velocity,  acceleration,  average  vs.  instantaneous  speed..    c=  √a2+b2  

Physical  Science  w/Earth  Science  Chapter  3:Motion,  Acceleration  and  Forces,  Section  1,  2,  3.  Conceptual  Physical  Science  Chapter  1.  

                           

Chapter  3  exercises  and  problems  in  Chapter  review  pg.  92    Force  and  Acceleration  Lab  pg.  87        Stopping  on  a  Dime  Lab  (meter  stick,  2  stopwatches,  tape  measure)          Terminal  Velocity  Lab  (coffee  filters)          

Chapter  3  Test:  Motion,  Acceleration,  and  Forces    Lab  Reports                                            

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                           

     

When  the  net  force  is  zero,  the  object  remains  at  rest  or  continues  to  move  at  a  constant  speed  in  a  straight  line.                

Explain  the  difference  between  speed  and  velocity.    Interpret  position  vs.  time  and  velocity  vs.  time  graphs.    Identify  how  acceleration,  time,  and  velocity  are  related.    Describe  how  to  calculate  the  average  acceleration  and  average  speed  of  an  object.  

where  c  is  the  resultant  for  vectors  moving  at  an  angle  to  one  another.                    

                         

                                 

           

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  

Resources  Additional  Resources   Assessment  

Forces  and  Motion  

 

Forces  Force  diagrams,  types  of  forces  (gravity,  friction,  normal,  tension).  Field  model  for  forces  at  a  distance.  Dynamics  (how  forces  affect  motion)  Objects  at  rest  Objects  moving  with  constant  velocity.  Accelerating  objects.  (HSPS2-­‐1,  HSPS2-­‐2,  HSPS  2-­‐3),  ODE,  NGSS      

8  days    

I  can…  Explain  how  positive  and  negative  acceleration  affect  motion.    Explain  how  forces  and  motion  are  related.    Compare  and  contrast  static  friction  and  sliding  friction.  Describe  the  effects  of  air  resistance  on  falling  objects.  

mass    weight    Newton’s  Laws  of  Motion  1  (Law  of  Inertia)    Law  of  Motion  2  (F=  ma)    Law  of  Motion  3  (action-­‐reaction)    centripetal  acceleration  

Physical  Science  w/Earth  Science  Chapter  4:  The  Laws  of  Motion,  Sections  1,2,3.  Conceptual  Physical  Science  Chapter  2      Video:  Understanding  Car  Crashes:  

Chapter  4  exercises  and  problems  in  Chapter  Review  pgs.  122-­‐123    spring  scale,  weights,  Newton  spring  scale  cars,  magnets  various  balls,  meterstick,  stopwatch,  masking  tape,  paper.    

Chapter  4  Test:  The  Laws  of  Motion                              

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

 Define  Newton’s  1’st  Law  of  Motion  and  explain  how  inertia  and  mass  are  related.    Define  Newton’s  2nd  Law  of  Motion  and  apply  it  to  calculate  forces  applied  horizontally  (ma)  and  forces  applied  vertically  (mg).      Describe  what  gravitational  force  is.  

Distinguish  between  mass  and  weight  (compare  mass/weight  on  moon  vs.  earth).  

Explain  that  force  is  a  vector  quantity  and  has  both  magnitude  and  direction  and  is  calculated  in  units  of  kgm/s2  =  Newton  

Explain  why  objects  that  are  thrown  will  follow  a  curved  path.  

Compare  circular  motion  with  motion  in  a  straight  line.  

centripetal  force  gravity  inertia      law  of  conservation  of  momentum    momentum    Newton      kilogram    

It’s  Basic  Physics                

 

Gravity  and  Air  Resistance  Lab  page  112/or  The  Momentum  of  Colliding  Objects  pg  118-­‐119.  

 Lab  Report      

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

State  Newton’s  3rd  Law  of  Motion  and  identify  action-­‐reaction  forces  in  our  world.  Calculate  momentum  (mv)  of  moving  objects  and  recognize  when  momentum  is  conserved.  

Content  Elaborations:  

Science  and  Engineering  Practices  

Asking  Questions  and  Defining  Problems:  Asking  questions  and  defining  problems  in  9–12  builds  on  K–8  experiences  and  progresses  to  formulating,  refining,  and  evaluating  empirically  testable  questions  and  design  problems  using  models  and  simulations.  

• Analyze  complex  real-­‐world  problems  by  specifying  criteria  and  constraints  for  successful  solutions.  (HS-­‐ETS1-­‐1)    Using  Mathematics  and  Computational  Thinking:  Mathematical  and  computational  thinking  in  9-­‐12  builds  on  K-­‐8  experiences  and  progresses  to  using  algebraic  thinking  and  analysis,  a  range  of  linear  and  nonlinear  functions  including  trigonometric  functions,  exponentials  and  logarithms,  and  computational  tools  for  statistical  analysis  to  analyze,  represent,  and  model  data.  Simple  computational  simulations  are  created  and  used  based  on  mathematical  models  of  basic  assumptions.  

• Use  mathematical  models  and/or  computer  simulations  to  predict  the  effects  of  a  design  solution  on  systems  and/or  the  interactions  between  systems.  (HS-­‐ETS1-­‐4)    

 Constructing  Explanations  and  Designing  Solutions:  Constructing  explanations  and  designing  solutions  in  9–12  builds  on  K–8  experiences  and  progresses  to  explanations  and  designs  that  are  supported  by  multiple  and  independent  student-­‐generated  sources  of  evidence  consistent  with  scientific  ideas,  principles  and  theories:    

• Design  a  solution  to  a  complex  real-­‐world  problem,  based  on  scientific  knowledge,  student-­‐generated  sources  of  evidence,  prioritized  criteria,  and  tradeoff  considerations.  (HS-­‐ETS1-­‐2).  

• Evaluate  a  solution  to  a  complex  real-­‐world  problem,  based  on  scientific  knowledge,  student-­‐generated  sources  of  evidence,  prioritized  criteria,  and  tradeoff  considerations.  (HS-­‐ETS1-­‐3)Asking  Questions  and  Defining  Problems  

Forces  and  Motion    Building  upon  content  in  elementary  and  middle  school,  major  concepts  of  motion  and  forces  are  further  developed.  In  middle  school,  speed  has  been  dealt  with  conceptually,  mathematically  and  graphically.  The  concept  that  forces  have  both  magnitude  and  direction  can  be  represented  with  a  force  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

diagram,  that  forces  can  be  added  to  find  a  net  force  and  that  forces  may  affect  motion  has  been  addressed  in  middle  school.  At  the  high  school  level,  mathematics  (including  graphing)  is  used  when  describing  these  phenomena,  moving  from  qualitative  understanding  to  one  that  is  more  quantitative.  For  the  physical  science  course,  all  motion  is  limited  to  objects  moving  in  a  straight  line  either  horizontally,  vertically,  up  an  incline  or  down  an  incline,  that  can  be  characterized  in  a  single  step  (e.g.,  at  rest,  constant  velocity,  constant  acceleration).  Motions  of  two  objects  may  be  compared  or  addressed  simultaneously  (e.g.,  when  or  where  would  they  meet?)  •  Motion    The  motion  of  an  object  depends  on  the  observer’s  frame  of  reference  and  is  described  in  terms  of  distance,  position,  displacement,  speed,  velocity,  acceleration  and  time.  Position,  displacement,  velocity  and  acceleration  are  all  vector  properties  (magnitude  and  direction).  All  motion  is  relative  to  whatever  frame  of  reference  is  chosen,  for  there  is  no  motionless  frame  from  which  to  judge  all  motion.  The  relative  nature  of  motion  will  be  addressed  conceptually,  not  mathematically.  Non-­‐  inertial  reference  frames  are  excluded.  Motion  diagrams  can  be  drawn  and  interpreted  to  represent  the  position  and  velocity  of  an  object.  Showing  the  acceleration  on  motion  diagrams  will  be  reserved  for  physics.    The  displacement  or  change  in  position  of  an  object  is  a  vector  quantity  that  can  be  calculated  by  subtracting  the  initial  position  from  the  final  position  (Δx  =  xf  –  xi).  Displacement  can  be  positive  or  negative  depending  upon  the  direction  of  motion.  Displacement  is  not  always  equal  to  the  distance  travelled.  Examples  should  be  given  where  the  distance  is  not  the  same  as  the  displacement.  Velocity  is  a  vector  property  that  represents  the  rate  at  which  position  changes.  Average  velocity  can  be  calculated  by  dividing  displacement  (change  in  position)  by  the  elapsed  time  (vavg  =  (xf  –  xi)/(tf  –  ti)).  Velocity  may  be  positive  or  negative  depending  upon  the  direction  of  motion  and  is  not  always  equal  to  the  speed.  Provide  examples  of  when  the  average  speed  is  not  the  same  as  the  average  velocity.  Objects  that  move  with  constant  velocity  have  the  same  displacement  for  each  successive  time  interval.  While  speeding  up  or  slowing  down  and/or  changing  direction,  the  velocity  of  an  object  changes  continuously,  from  instant  to  instant.  The  speed  of  an  object  at  any  instant  (clock  reading)  is  called  instantaneous  speed.  An  object  may  not  travel  at  this  instantaneous  speed  for  any  period  of  time  or  cover  any  distance  with  that  particular  speed,  especially  if  the  speed  is  continually  changing.    Acceleration  is  a  vector  property  that  represents  the  rate  at  which  velocity  changes.  Average  acceleration  can  be  calculated  by  dividing  the  change  in  velocity  divided  by  elapsed  time  (aavg  =  (vf  –  vi)/(tf  –  ti)).  At  this  grade  level,  it  should  be  noted  that  acceleration  can  be  positive  or  negative,  but  specifics  about  what  kind  of  motions  produce  positive  or  negative  accelerations  will  be  addressed  in  the  physics  syllabus.  The  word  “deceleration”  should  not  be  used  because  students  tend  to  associate  a  negative  sign  of  acceleration  only  with  slowing  down  (it  could  also  be  the  lurching  forward  of  a  person  in  a  car  when  the  breaks  are  applied).  Objects  that  have  no  acceleration  can  either  be  standing  still  or  be  moving  with  constant  velocity  (speed  and  direction  remain  the  same).  Constant  acceleration  occurs  when  the  change  in  an  object’s  instantaneous  velocity  is  the  same  for  equal  successive  time  intervals.    Motion  can  be  represented  by  position  vs.  time  and  velocity  vs.  time  graphs.  Specifics  about  the  speed,  direction  and  change  in  motion  can  be  determined  by  interpreting  such  graphs.  For  physical  science,  graphs  will  be  limited  to  positive  x-­‐values  and  show  only  uniform  motion  involving  constant  velocity  or  constant  acceleration.  Motion  must  be  investigated  by  collecting  and  analyzing  data  in  the  laboratory.  Technology  can  enhance  motion  exploration  and  investigation  through  video  analysis,  the  use  of  motion  detectors  and  graphing  data  for  analysis.    Objects  that  move  with  constant  velocity  and  have  no  acceleration  form  a  straight  line  (not  necessarily  horizontal)  on  a  position  vs.  time  graph.  Objects  that  are  at  rest  will  form  a  straight  horizontal  line  on  a  position  vs.  time  graph.  Objects  that  are  accelerating  will  show  a  curved  line  on  a  position  vs.  time  graph.  Velocity  can  be  calculated  by  determining  the  slope  of  a  position  vs.  time  graph.  Positive  slopes  on  position  vs.  time  graphs  indicate  motion  in  a  positive  direction.  Negative  slopes  on  position  vs.  time  graphs  indicate  motion  in  a  negative  direction.  While  it  is  important  that  students  can  construct  graphs  by  hand,  computer  graphing  programs  or  graphing  calculators  also  can  be  used  so  more  time  can  be  spent  on  graph  interpretation  and  analysis.    Constant  acceleration  is  represented  by  a  straight  line  (not  necessarily  horizontal)  on  a  velocity  vs.  time  graph.  Objects  that  have  no  acceleration  (at  rest  or  moving  at  constant  velocity)  will  have  a  straight  horizontal  line  for  a  velocity  vs.  time  graph.  Average  acceleration  can  be  calculated  by  determining  the  slope  of  a  velocity  vs.  time  graph.  The  details  about  motion  graphs  should  not  be  taught  as  rules  to  memorize,  but  rather  as  generalizations  that  can  be  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

developed  from  interpreting  the  graphs.    Forces    Force  is  a  vector  quantity,  having  both  magnitude  and  direction.  The  (SI)  unit  of  force  is  a  Newton  (N).  One  Newton  of  net  force  will  cause  a  1  kg  object  to  experience  an  acceleration  of  1  m/s2.  A  Newton  also  can  be  represented  as  kg·m/s2.  The  opportunity  to  measure  force  in  the  lab  must  be  provided  (e.g.,  with  a  spring  scale  or  a  force  probe).  Normal  forces  and  tension  forces  are  introduced  conceptually  at  this  level.  These  forces  and  other  forces  are  introduced  in  prior  grades  (friction,  drag,  contact,  gravitational,  electric  and  magnetic)  and  can  be  used  as  examples  of  forces  that  affect  motion.  Gravitational  force,  weight  (mg),  can  be  calculated  from  mass,  but  all  other  forces  will  only  be  quantified  from  force  diagrams  that  were  introduced  in  middle  school.  In  physical  science,  only  forces  in  one  dimension  (positive  and  negative)  will  be  addressed.  The  net  force  can  be  determined  by  one-­‐dimensional  vector  addition.  More  quantitative  study  of  friction  forces,  universal  gravitational  forces,  elastic  forces  and  electrical  forces  will  be  addressed  in  the  physics  syllabus.    Friction  is  a  force  that  opposes  sliding  between  two  surfaces.  For  surfaces  that  are  sliding  relative  to  each  other,  the  force  on  an  object  always  points  in  a  direction  opposite  to  the  relative  motion  of  the  object.  In  physical  science,  friction  will  only  be  calculated  from  force  diagrams.  Equations  for  static  and  kinetic  friction  are  found  in  the  physics  syllabus.    A  normal  force  exists  between  two  solid  objects  when  their  surfaces  are  pressed  together  due  to  other  forces  acting  on  one  or  both  objects  (e.g.,  a  solid  sitting  on  or  sliding  across  a  table,  a  magnet  attached  to  a  refrigerator).  A  normal  force  is  always  a  push  directed  at  right  angles  from  the  surfaces  of  the  interacting  objects.  A  tension  force  occurs  when  a  non-­‐slack  rope,  wire,  cord  or  similar  device  pulls  on  another  object.  The  tension  force  always  points  in  the  direction  of  the  pull.    In  middle  school,  the  concept  of  a  field  as  a  region  of  space  that  surrounds  objects  with  the  appropriate  property  (mass  for  gravitational  fields,  charge  for  electric  fields,  a  magnetic  object  for  magnetic  fields)  was  introduced  to  explain  gravitational,  magnetic  and  electrical  forces  that  occur  over  a  distance.  The  field  concept  is  further  developed  in  physical  science.  The  stronger  the  field,  the  greater  the  force  exerted  on  objects  placed  in  the  field.  The  field  of  an  object  is  always  there,  even  if  the  object  is  not  interacting  with  anything  else.  The  gravitational  force  (weight)  of  an  object  is  proportional  to  its  mass.  Weight,  Fg,  can  be  calculated  from  the  equation  Fg  =  mg,  where  g  is  the  gravitational  field  strength  of  an  object  which  is  equal  to  9.8  N  (kgm/s2)  on  the  surface  of  Earth.  Dynamics    An  object  does  not  accelerate  (remains  at  rest  or  maintains  a  constant  speed  and  direction  of  motion)  unless  an  unbalanced  net  force  acts  on  it.  The  rate  at  which  an  object  changes  its  speed  or  direction  (acceleration)  is  proportional  to  the  vector  sum  of  the  applied  forces  (net  force,  Fnet)  and  inversely  proportional  to  the  mass  (a  =  Fnet/m).  When  the  vector  sum  of  the  forces  (net  force)  acting  on  an  object  is  zero,  the  object  does  not  accelerate.  For  an  object  that  is  moving,  this  means  the  object  will  remain  moving  without  changing  its  speed  or  direction.  For  an  object  that  is  not  moving,  the  object  will  continue  to  remain  stationary.  These  laws  will  be  applied  to  systems  consisting  of  a  single  object  upon  which  multiple  forces  act.  Vector  addition  will  be  limited  to  one  dimension.  While  both  horizontal  and  vertical  forces  can  be  acting  on  an  object  simultaneously,  one  of  the  dimensions  must  have  a  net  force  of  zero.  A  force  is  an  interaction  between  two  objects.  Both  objects  in  the  interaction  experience  an  equal  amount  of  force,  but  in  opposite  directions.  Interacting  force  pairs  are  often  confused  with  balanced  forces.  Interacting  force  pairs  can  never  cancel  each  other  out  because  they  always  act  on  different  objects.  Naming  the  force  (e.g.,  gravity,  friction)  does  not  identify  the  two  objects  involved  in  the  interacting  force  pair.  Objects  involved  in  an  interacting  force  pair  can  be  easily  identified  by  using  the  format  “A  acts  on  B  so  B  acts  on  A.”  For  example,  the  truck  hits  the  sign  therefore  the  sign  hits  the  truck  with  an  equal  force  in  the  opposite  direction.  Earth  pulls  the  book  down  so  the  book  pulls  Earth  up  with  an  equal  force.  The  focus  of  the  content  is  to  develop  a  conceptual  understanding  of  the  laws  of  motion  to  explain  and  predict  changes  in  motion,  not  to  name  or  recite  a  memorized  definition.  In  the  physics  syllabus,  all  laws  will  be  applied  to  systems  of  many  objects.(ODE)  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

 

End  Early  1st    Quarter  (4.5    Weeks)  District  

Short  Cycle  Assessment  

 

Physical  Science-­‐    Late  1st  Quarter    

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  

Resource  Additional  Resources   Assessment  

Energy  and  Waves  

           

Energy  and  Waves  

                                 

Conservation  of  Energy  Quantifying  kinetic  energy.    Quantifying  gravitational  potential  energy.      Definitions  of  Energy:  PS3.A:  Energy  is  a  quantitative  property  of  a  system  that  depends  on  the  motion  and  interactions  of  matter  and  radiation  within  that  system.      That  there  is  a  single  quantity  called  energy  is  due  to  the  fact  that  a  system’s  total  energy  is  conserved,  even  as,  within  the  system,  energy  is  continually  transferred  from  one  object  to  another  and  between  its  various  possible  forms.  (HS-­‐PS3-­‐1),(HS-­‐PS3-­‐2)  (NGSS),(ODE)          

5  days                                5  

days                

 

I  can  distinguish  between  kinetic  and  potential  energy.    I  can  calculate  the  change  in  kinetic  energy  in  a  system.    I  can  describe  different  forms  of  potential  energy.    I  can  calculate  gravitational  potential  energy.      I  can  describe  how  energy  can  be  transformed  from  one  form  to  another.    I  can  explain  and  calculate  how  the  mechanical  energy  of  a  system  is  the  sum  of  the  kinetic  and  potential  

impulse    momentum    relationship  between  FT=Δmv,      conservation  of  momentum  mv  before  =mv  after      elastic  and  inelastic  collisions      work    potential  (mgh)and  kinetic  energy  (1/2  mv2)    mechanical  energy    chemical  and  gravitational  potential  energy  

Physical  Science  w/Earth  Science  Chapter  5:  Energy,  

Sections  1,2  Conceptual  Physical  Science  Chapter  3  

                               

Chapter  5  exercises  and  problems  in  

Chapter  5  Review  pages  148-­‐149.  

       

Pendulum,  spring  scale  or  bungee  cord,  various  types  of  balls,  

shoe  box,  balance,  meterstick,  masking  tape.  

 (Assessment  is  limited  to  devices  constructed  with  

materials  provided  to  students.)  

       

Chapter  5  Test:  Energy  

                                                 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

             

 Energy  and  Waves  

               Energy  is  relative  and  can  be  transformed  from  one  form  to  another.  Transfer  and  transformation  of  energy  (including  work).    Design,  build,  and  refine  a  device  that  works  within  given  constraints  to  convert  one  form  of  energy  into  another  form  of  energy.*  [Clarification  Statement:  Emphasis  is  on  both  qualitative  and  quantitative  evaluations  of  devices.  Examples  of  devices  could  include  Rube  Goldberg  devices,  wind  turbines,  solar  cells,  solar  ovens,  and  generators.  Examples  of  constraints  could  include  use  of  renewable  energy  forms  and  efficiency.  Assessment  Boundary:  Assessment  for  quantitative  evaluations  is  limited  to  total  output  for  a  given  input.  HS-­‐PS3-­‐4,  (NGSS),  (ODE)      

     1  day        2  

days                2  

days                          

 1  day  

energy.    I  can  discuss  and  apply  the  law  of  conservation  of  energy  to  various  systems.        I  can  identify  the  forms  of  energy  observed  in  a  bouncing  ball  and  infer  why  the  ball  stops  bouncing.    I  can  explain  the  meaning  of  work  and  describe  how  work  and  energy  are  related.  I  can  calculate  work  and  power.    I  can  explain  how  machines  make  doing  work  easier.    I  can  calculate  the  mechanical  advantage  of  a  machine    I  can  calculate  the  efficiency  of  a  machine.  

 joule.                  work  (Fd)  work-­‐energy  theorem  (work=ΔE)    power      law  of  conservation  of  energy      input  and  output  forces      ideal  machine    mechanical  advantage    efficiency  

       

Bouncing  Balls  Lab  page  134  

       

Physical  Science  w/Earth  Science  Chapter  

6:Work  and  Machines  (sections  1  and  2  only)  Conceptual  Physical  Science  Chapter  3  

   

   

       

Lab  Report      

     

Chapter  6:  Work  and  Machines  

                                             

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Content  Elaborations:  Energy  and  Waves    Building  upon  knowledge  gained  in  elementary  and  middle  school,  major  concepts  about  energy  and  waves  are  further  developed.  Conceptual  knowledge  will  move  from  qualitative  understandings  of  energy  and  waves  to  ones  that  are  more  quantitative  using  mathematical  formulas,  manipulations  and  graphical  representations.  Conservation  of  Energy  Energy  content  learned  in  middle  school,  specifically  conservation  of  energy  and  the  basic  differences  between  kinetic  and  potential  energy  is  elaborated  on  and  quantified  in  this  course.  Energy  has  no  direction  and  has  units  of  Joules  (J).  Kinetic  energy,  Ek,  can  be  mathematically  represented  by  Ek  =  ½mv2.  Gravitational  potential  energy,  Eg  ,  can  be  mathematically  represented  by  Eg  =  mgh.  The  amount  of  energy  of  an  object  is  measured  relative  to  a  reference  that  is  considered  to  be  at  a  point  of  zero  energy.  The  reference  may  be  changed  to  help  understand  different  situations.  Only  the  change  in  the  amount  of  energy  can  be  measured  absolutely.  The  conservation  of  energy  and  equations  for  kinetic  and  gravitational  potential  energy  can  be  used  to  calculate  values  associated  with  energy  (i.e.,  height,  mass,  speed)  for  situations  involving  energy  transfer  and  transformation.  Opportunities  to  quantify  energy  from  data  collected  in  experimental  situations  (e.g.,  a  swinging  pendulum,  a  car  travelling  down  an  incline)  must  be  provided.  ODE.  Conservation  of  energy  means  that  the  total  change  of  energy  in  any  system  is  always  equal  to  the  total  energy  transferred  into  or  out  of  the  system.  (HS-­‐PS3-­‐1).    Energy  cannot  be  created  or  destroyed,  but  it  can  be  transported  from  one  place  to  another  and  transferred  between  systems.  (HS-­‐PS3-­‐1),(HS-­‐PS3-­‐4).  Mathematical  expressions,  which  quantify  how  the  stored  energy  in  a  system  depends  on  its  configuration  (e.g.  relative  positions  of  charged  particles,  compression  of  a  spring)  and  how  kinetic  energy  depends  on  mass  and  speed,  allow  the  concept  of  conservation  of  energy  to  be  used  to  predict  and  describe  system  behavior.  (HS-­‐PS3-­‐1).  The  availability  of  energy  limits  what  can  occur  in  any  system.  (HS-­‐PS3-­‐1).    Definitions  of  Energy:  Energy  is  a  quantitative  property  of  a  system  that  depends  on  the  motion  and  interactions  of  matter  and  radiation  within  that  system.  That  there  is  a  single  quantity  called  energy  is  due  to  the  fact  that  a  system’s  total  energy  is  conserved,  even  as,  within  the  system,  energy  is  continually  transferred  from  one  object  to  another  and  between  its  various  possible  forms.  (HS-­‐PS3-­‐1),(HS-­‐PS3-­‐2).    At  the  macroscopic  scale,  energy  manifests  itself  in  multiple  ways,  such  as  in  motion,  sound,  light,  and  thermal  energy.  (HS-­‐PS3-­‐2)  (HS-­‐PS3-­‐3).  These  relationships  are  better  understood  at  the  microscopic  scale,  at  which  all  of  the  different  manifestations  of  energy  can  be  modeled  as  a  combination  of  energy  associated  with  the  motion  of  particles  and  energy  associated  with  the  configuration  (relative  position  of  the  particles).  In  some  cases  the  relative  position  energy  can  be  thought  of  as  stored  in  fields  (which  mediate  interactions  between  particles).  This  last  concept  includes  radiation,  a  phenomenon  in  which  energy  stored  in  fields  moves  across  space.  (HS-­‐PS3-­‐2).  Transfer  and  Transformation  of  Energy  In  middle  school,  concepts  of  energy  transfer  and  transformation  were  addressed,  including  conservation  of  energy,  conduction,  convection  and  radiation,  the  transformation  of  electrical  energy,  and  the  dissipation  of  energy  into  thermal  energy.  Work  also  was  introduced  as  a  method  of  energy  transfer  into  or  out  of  the  system  when  an  outside  force  moves  an  object  over  a  distance.  In  this  course,  these  concepts  are  further  developed.  As  long  as  the  force,  F,  and  displacement,  Δx,  are  in  the  same  direction,  work,  W,  can  be  calculated  from  the  equation  W  =  FΔx.  Energy  transformations  for  a  phenomenon  can  be  represented  through  a  series  of  pie  graphs  or  bar  graphs.  Equations  for  work,  kinetic  energy  and  potential  energy  can  be  combined  with  the  law  of  conservation  of  energy  to  solve  problems.  When  energy  is  transferred  from  one  system  to  another,  some  of  the  energy  is  transformed  to  thermal  energy.  Since  thermal  energy  involves  the  random  movement  of  many  trillions  of  subatomic  particles,  it  is  less  able  to  be  organized  to  bring  about  further  change.  Therefore,  even  though  the  total  amount  of  energy  remains  constant,  less  energy  is  available  for  doing  useful  work.  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

 

Semester  Project:  Egg  Drop  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  

Resource  Additional  Resources   Assessment  

Forces  and  Motion  

Egg  Approval  Form:    The  egg  may  not  be  hardboiled.  The  vehicle  carrying  the  egg  cannot  use  Bubble  wrap,  liquids,  Styrofoam,  Memory  foam  or  a  parachute.    The  egg  vehicle  can  be  no  larger  than  1  cubic  foot,  (1728  cubic  inches).  The  egg  vehicle  must  hit  a  target  to  get  maximum  points.  The  egg/vehicle  may  be  dropped  up  to  3  times  as  long  as  the  egg  is  still  intact  after  the  first  drop.  (if  the  egg  sub-­‐  sequentially  breaks  points  will  be  deducted.)  All  calculations  must  have  appropriate  units  and  accurate  calculations.    

2   The  student  will  be  able  to  design  and  construct  an  egg  vehicle  that  can  withstand  a  two-­‐three  story  fall.  The  student  will  be  able  to  calculate/measure  the  forces  acting  on  the  egg:  velocity,  momentum,  potential  and  kinetic  energy  and  weight.  Height  of  drop,  density  of  egg-­‐vehicle  and  weight  of  egg-­‐vehicle,  as  well  as  dimensions  (volume)  of  the  egg  are  measured  and  recorded.    

Egg  vehicle,  target  zone,  apparatus,  density,  volume  (l*w*h),  velocity,  momentum,  force,  impulse  force,  kinetic  energy.  

Handout  and  Rubric  

Target  drawn  on  a  white  sheet  (2  square  meters),  timers(2),  tape  measure  or  laser  measure,  clipboard.  

Vehicle  construction,  data  and  calculations  sheet.  Accuracy  of  drop  on  target.  

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

Physical  Science  –  Grade  9  

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

End  Late  1st    Quarter  (9  Weeks)  District  Short  

Cycle  Assessment  

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Physical  Science  –  Early  2nd  Quarter  Strand:    Physical  Science  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  

Resource  Additional  Resources   Assessment  

Energy  and  Waves  (ODE,  

NGSS)                                                            

Thermal  Energy:  Create  a  computational  model  to  calculate  the  change  in  the  energy  of  one  component  in  a  system  when  the  change  in  energy  of  the  other  component(s)  and  energy  flows  in  and  out  of  the  system  are  known.  Emphasis  is  on  explaining  the  meaning  of  mathematical  expressions  used  in  the  model.    Assessment  is  limited  to  basic  algebraic  expressions  or  computations;  to  systems  of  two  or  three  components;  and  to  thermal  energy,  kinetic  energy,  and/or  the  energies  in  gravitational,  magnetic,  or  electric  fields.  HS-­‐PS3-­‐1,  ODE  Develop  and  use  models  to  illustrate  that  energy  at  the  macroscopic  scale  can  be  accounted  for  as  a  combination  of  energy  associated  with  the  motions  of  particles  (objects)  and  energy  associated  with  the  relative  position  of  particles  (objects).  Examples  of  phenomena  at  the  macroscopic  scale  could  include  the  conversion  of  kinetic  energy  to  

3  days                          2  

days                      

   2  

days      

I  can  define  temperature  and  explain  how  thermal  energy  and  temperature  are  related.    I  can  calculate  the  change  in  thermal  energy  of  an  object  due  to  a  temperature  change    Q=  m  (Tf-­‐Ti)C    I  can  describe  the  differences  in  the  four  states  of  matter.    I  can  explain  how  motion  of  particles  in  a  material  changes  at  the  materials  melting  and  boiling  point.    I  can  explain  why  thermal  expansion  occurs.    I  can  compare  and  contrast  the  transfer  of  thermal  energy  by  conduction,  

thermodynamics  temperature  absolute  zero  thermal  energy  heat  calorie,  Kelvin  Celsius  specific  heat        capacity  kinetic  theory  evaporation  sublimation,  condensation  boiling  melting  freezing  heat  of  fusion  states  of  matter  (solid,  liquid,  gas,  plasma)  heat  of  vaporization,    1’st  law  of  thermodynamics    2’nd  law  of  thermodynamics    entropy  conduction  

Physical  Science  w/Earth  

Science  Chap  9:  Heat  and  States  of  Matter,  Sections  1,2,3,4.  

 Conceptual  Physical  Science  

Chapter  6,7    

Education-­‐portal.com  

                             

Chapter  exercises  and  problems  on  Chapter  9  Review  pgs.  282-­‐283  

   

Miracle  Thaw,  black  plastic,  ice  demonstration  of  specific  heat  capacity,  

Calorimeter,  thermometers,  400  ml  beakers,  Styrofoam  cups  hot  plate,  thermal  

mitts.    

Infrared  heat  gun.    

Demonstration  of  the  heating  of  

plastic,  metal  and  wood  spoons  in  boiling  water/or  Comparing  

Thermal  Energy  Mini  Lab  pg.  267  

     

Chapter  9  Test:  Heat  and  States  of  Matter  

                                                       

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

       

Energy  and  Waves  

(ODE,NGSS)                                                                

thermal  energy,  the  energy  stored  due  to  position  of  an  object  above  the  Earth,  and  the  energy  stored  between  two  electrically-­‐charged  plates.  Examples  of  models  could  include  diagrams,  drawings,  descriptions,  and  computer  simulations.  HS-­‐PS3-­‐2,  (NGSS,ODE)  Plan  and  conduct  an  investigation  to  provide  evidence  that  the  transfer  of  thermal  energy,  when  two  components  of  different  temperature  are  combined  within  a  closed  system,  results  in  a  more  uniform  energy  distribution  among  the  components  in  the  system  (Second  Law  of  Thermodynamics).    Emphasis  is  on  analyzing  data  from  student  investigations  and  using  mathematical  thinking  to  describe  the  energy  changes  both  quantitatively  and  conceptually.  Examples  of  investigations  could  include  mixing  liquids  at  different  initial  temperatures  or  adding  objects  at  different  temperatures  to  water.  HS-­‐PS3-­‐4,(NGSS)(ODE)    1’st  Law  of  Thermodynamics:  When  heat  flows  to  or  from  a  system,  the  system  gains  or  

                         

 3  

days          

   1  day            4  

days                

convection,  and  radiation.    I  can  describe  the  difference  between  a  thermal  conductor  and  a  thermal  insulator.    I  can  explain  how  insulators  are  used  to  control  the  transfer  of  thermal  energy.    I  can  describe  and  apply  the  1’st  and  2nd  laws  of  thermodynamics  to  real  world  examples.    I  can  explain  how  a  internal  combustion  engine  change  thermal  energy  to  mechanical  energy.  I  can  explain  how  a  refrigerator  removes  heat  from  the  system.    I  can  explain  how  the  entropy  of  the  universe  changes  when  any  event  occurs.          

convection  radiation  thermal            insulator                                                                      

                                                                           

                                                               

Lab:  Conduction  in  Gases  pg.  278-­‐

279        

                                                               

Lab  Report            

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                       

loses  an  amount  of  thermal  energy  equal  to  the  amount  of  heat  transferred.  Heat  added  to  a  system  equals  increase  in  thermal  energy  of  the  system  and  the  external  work  done  by  the  system.  2nd  Law  of  Thermodynamics:  Heat  never  of  itself  flows  from  a  cold  object  to  a  hot  object  without  work  being  put  into  the  system  to  do  so.  

           

                           

                               

                 

     

               

Energy  and  Waves  (ODE,  

NGSS)                                        

Electricity:  Movement  of  electrons:  Use  mathematical  representations  of  Newton’s  Law  of  Gravitation  and  Coulomb’s  Law  to  describe  and  predict  the  gravitational  and  electrostatic  forces  between  objects.    Emphasis  is  on  both  quantitative  and  conceptual  descriptions  of  gravitational  and  electric  fields.]  HS-­‐PS2-­‐4  ,  (NGSS)(ODE)  Communicate  scientific  and  technical  information  about  why  the  molecular-­‐level  structure  is  important  in  the  functioning  of  designed  materials.  Emphasis  is  on  the  attractive  and  repulsive  forces  that  determine  the  functioning  of  the  material.  Examples  could  

3  days                  

           3  

days          

I  can  describe  how  electric  charges  exert  forces  on  each  other.      I  can  compare  the  strengths  of  electric  and  gravitational  forces.    I  can  distinguish  the  difference  between  a  conductor  and  insulator.  I  can  explain  how  objects  become  electrically  charged.    I  can  demonstrate  the  difference  between  charging  by  conduction  and  charging  by  contact.  I  can  describe  how  

static  electricity  law  of            conservation            of  charge  conductor  insulator  charging  by              induction  charging  by              contact    ion  Coulombs  law  (F=  kq1q2/d2)  voltage              difference  circuit  Ohm’s  law  resistance  electrically              polarized  electric  field  electric    

Physical  Science  w/Earth  Science  Chapter  

13:Electricity,  Sections1,2,3  Conceptual  Physical  Science  Chapter  8  

                     

Chapter  exercises  and  problems  on  Chapter  13  

Review  pgs.  418-­‐419  

Light  Bulb  Lab  Energy  Company  

Handouts  Kill  A  Watt  meters,  

Batteries  (D,  6V,  AA),  flashlight  bulbs,  insulated  wire,  electrical  tape,  battery  holders,  small  lights  with  sockets,  

aluminum  foil  paper  clips.  

   

Chapter  13  Test:  

Electricity                                        

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                                                               

 

include  why  electrically  conductive  materials  are  often  made  of  metal,  flexible  but  durable  materials  are  made  up  of  long  chained  molecules,  and  pharmaceuticals  are  designed  to  interact  with  specific  receptors.  HS-­‐PS2-­‐6  (NGSS)    Electric  current  flows  from  a  region  of  high  electric  potential  to  low  electric  potential.    Electric  potential:  work  is  required  to  push  a  charged  particle  against  an  electric  field.    Resistors  and  transfer  of  energy:  Ohms  Ω  where  Current  =  V/R  Forces  at  a  distance  are  explained  by  fields  (gravitational,  electric,  and  magnetic)  permeating  space  that  can  transfer  energy  through  space.  Magnets  or  electric  currents  cause  magnetic  fields;  electric  charges  or  changing  magnetic  fields  cause  electric  fields.  (HS-­‐PS2-­‐4),(HS-­‐PS2-­‐5)(NGSS)(ODE)    Develop  and  use  a  model  of  two  objects  interacting  through  electric  or  magnetic  fields  to  illustrate  the  forces  between  objects  and  the  changes  in  energy  of  the  objects  due  to  the  

                     

 1  day                            1  day                    

voltage  differences  cause  currents  to  flow.    I  can  explain  how  batteries  produce  a  voltage  difference  in  a  circuit.  I  can  list  the  factors  affecting  an  objects  electrical  resistance.    I  can  define  Ohms  law  and  apply  it  to  an  electrical  current.    I  can  describe  the  difference  between  a  series  and  parallel  circuit.    I  can  recognize  the  function  of  circuit  breakers  and  fuses  in  a  home’s  electrical  box.    I  can  calculate  electrical  power.    I  can  calculate  the  electrical  energy  used  by  a  device.    I  can  identify  conductors  and  insulators  and  describe  their  

         potential  energy  volt(V=J/C)  electric  energy  (E=  Pt)  potential              difference  electric              current:  ampere  (A=C/s)  series  circuit  parallel  circuit  electric  power  (watts)        

                                                                           

                                                 

Class  Demonstration  of  

Series  and  parallel  circuits  using  Energy  

Ball.  

                                                                           

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

interaction.  Examples  of  models  could  include  drawings,  diagrams,  and  texts,  such  as  drawings  of  what  happens  when  two  charges  of  opposite  polarity  are  near  each  other.  HS-­‐PS3-­‐5  (NGSS)    “Electrical  energy”  may  mean  energy  stored  in  a  battery  or  energy  transmitted  by  electric  currents.  (secondary  to  HS-­‐PS2-­‐5),(NGSS)(ODE)  

common  characteristics  OR  I  can  design  and  conduct  a  series  and  parallel  circuit.    

Identifying  Conductors  and  Insulators  Lab  pg.  406  or  Comparing  Series  and  Parallel  

Circuits  Lab  pg.  414-­‐415  

   

     

Lab  Report            

 

Content  Elaborations:  Transfer  and  Transformation  of  Energy:  In  middle  school,  concepts  of  energy  transfer  and  transformation  were  addressed,  including  conservation  of  energy,  conduction,  convection  and  radiation,  the  transformation  of  electrical  energy,  and  the  dissipation  of  energy  into  thermal  energy.  Work  also  was  introduced  as  a  method  of  energy  transfer  into  or  out  of  the  system  when  an  outside  force  moves  an  object  over  a  distance.  In  this  course,  these  concepts  are  further  developed.  As  long  as  the  force,  F,  and  displacement,  Δx,  are  in  the  same  direction,  work,  W,  can  be  calculated  from  the  equation  W=  FΔx.  Energy  transformations  for  a  phenomenon  can  be  represented  through  a  series  of  pie  graphs  or  bar  graphs.  Equations  for  work,  kinetic  energy  and  potential  energy  can  be  combined  with  the  law  of  conservation  of  energy  to  solve  problems.  When  energy  is  transferred  from  one  system  to  another,  some  of  the  energy  is  transformed  to  thermal  energy.  Since  thermal  energy  involves  the  random  movement  of  many  trillions  of  subatomic  particles,  it  is  less  able  to  be  organized  to  bring  about  further  change.  Therefore,  even  though  the  total  amount  of  energy  remains  constant,  less  energy  is  available  for  doing  useful  work.  Thermal  Energy  In  middle  school,  thermal  energy  is  introduced  as  the  energy  of  movement  of  the  particles  that  make  up  matter.  Processes  of  heat  transfer,  including  conduction,  convection  and  radiation,  are  studied.  In  other  sections  of  this  course,  the  role  of  thermal  energy  during  heating,  cooling,  and  phase  changes  is  explored  conceptually  and  graphically.  In  this  course,  rates  of  thermal  energy  transfer  and  thermal  equilibrium  are  introduced.  Thermal  conductivity  depends  on  the  rate  at  which  thermal  energy  is  transferred  from  one  end  of  a  material  to  another.  Thermal  conductors  have  a  high  rate  of  thermal  energy  transfer  and  thermal  insulators  have  a  slow  rate  of  thermal  energy  transfer.  The  rate  at  which  thermal  radiation  is  absorbed  or  emitted  by  a  system  depends  on  its  temperature,  color,  texture  and  exposed  surface  area.  All  other  things  being  equal,  in  a  given  amount  of  time,  black  rough  surfaces  absorb  more  thermal  energy  than  smooth  white  surfaces.  An  object  or  system  is  continually  absorbing  and  emitting  thermal  radiation.  If  the  object  or  system  absorbs  more  thermal  energy  than  it  emits  and  there  is  no  change  in  phase,  the  temperature  increases.  If  the  object  or  system  emits  more  thermal  energy  than  is  absorbed  and  there  is  no  change  in  phase,  the  temperature  decreases.  For  an  object  or  system  in  thermal  equilibrium,  the  amount  of  thermal  energy  absorbed  is  equal  to  the  amount  of  thermal  energy  emitted;  therefore,  the  temperature  remains  constant.  In  chemistry,  changes  in  thermal  energy  are  quantified  for  substances  that  change  their  temperature.  Electricity  In  earlier  grades,  these  concepts  were  introduced:  electrical  conductors  and  insulators;  and  a  complete  loop  is  needed  for  an  electrical  circuit  that  may  be  parallel  or  in  a  series.  In  this  course,  circuits  are  explained  by  the  flow  of  electrons,  and  current,  voltage  and  resistance  are  introduced  conceptually  to  explain  what  was  observed  in  middle  school.  The  differences  between  electrical  conductors  and  insulators  can  be  explained  by  how  freely  the  electrons  flow  throughout  the  material  due  to  how  firmly  electrons  are  held  by  the  nucleus.  By  convention,  electric  current  is  the  rate  at  which  positive  charge  flows  in  a  circuit.  In  reality,  it  is  the  negatively  charged  electrons  that  are  actually  moving.  Current  is  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

measured  in  amperes  (A),  which  is  equal  to  one  coulomb  of  charge  per  second  (C/s).  In  an  electric  circuit,  the  power  source  supplies  the  electrons  already  in  the  circuit  with  electric  potential  energy  by  doing  work  to  separate  opposite  charges.  For  a  battery,  the  energy  is  provided  by  a  chemical  reaction  that  separates  charges  on  the  positive  and  negative  sides  of  the  battery.  This  separation  of  charge  is  what  causes  the  electrons  to  flow  in  the  circuit.  These  electrons  then  transfer  energy  to  other  objects  and  transform  electrical  energy  into  other  forms  (e.g.,  light,  sound,  heat)  in  the  resistors.  Current  continues  to  flow,  even  after  the  electrons  transfer  their  energy.  Resistors  oppose  the  rate  of  charge  flow  in  the  circuit.  The  potential  difference  or  voltage  across  an  energy  source  is  a  measure  of  potential  energy  in  Joules  supplied  to  each  coulomb  of  charge.  The  volt  (V)  is  the  unit  of  potential  difference  and  is  equal  to  one  Joule  of  energy  per  coulomb  of  charge  (J/C).  Potential  difference  across  the  circuit  is  a  property  of  the  energy  source  and  does  not  depend  upon  the  devices  in  the  circuit.  These  concepts  can  be  used  to  explain  why  current  will  increase  as  the  potential  difference  increases  and  as  the  resistance  decreases.  Experiments,  investigations  and  testing  (3-­‐D  or  virtual)  must  be  used  to  construct  a  variety  of  circuits,  and  measure  and  compare  the  potential  difference  (voltage)  and  current.  Electricity  concepts  are  dealt  with  conceptually  in  this  course.  Calculations  with  circuits  will  be  addressed  in  the  physics  syllabus.  

End  Early    2nd  Quarter  (4.5  Weeks)  District  Short  

Cycle  Assessment  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

 Physical  Science  –  Late  2nd  Quarter    

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  Resource   Additional  

Resources   Assessment  

Energy  and  Waves  (ODE)  (HS-­‐PS4)NGSS  

                                                     

Radiant  Energy  and  the  Electromagnetic  Spectrum  Use  mathematical  representations  to  support  a  claim  regarding  relationships  among  the  frequency,  wavelength,  and  speed  of  waves  traveling  in  various  media.    Examples  of  data  could  include  electromagnetic  radiation  traveling  in  a  vacuum  and  glass,  sound  waves  traveling  through  air  and  water,  and  seismic  waves  traveling  through  the  Earth.  HS-­‐PS4-­‐1.    Refraction,  reflection,  diffraction,  absorption,  superposition.                      

1  day                        2  

days                                

I  do  recognize  that  waves  transfer  energy  but  not  matter.    I  can  define  a  mechanical  wave.    I  can  compare  and  contrast  transverse  and  compressional  waves.    I  can  define  wavelength,  frequency,  period  and  amplitude.    I  can  describe  the  relationship  between  frequency  and  wavelength.    I  can  explain  how  a  wave’s  energy  and  amplitude  are  related.    I  can  calculate  wave  speed.  (v=  λ  *⨍)  

wave  medium  transverse            wave  compressional    crest    trough  rarefaction  wavelength  (λ)  frequency  period(P)  sonar  amplitude  refraction  diffraction  resonance  interference  (constructive,  destructive)  standing  wave  resonance  Hertz  (Hz)  wave  speed  (v)                

Physical  Science  w/Earth  

Science  Chapter  10:Waves  

Sections1,2,3  Conceptual  Physical  

Science  Chapter  10                                          

slinky,  wave  generator,  laser,  bubble  wrap,  concave  and  convex  mirrors,  

concave  and  convex  lenses,  

infrared  thermometer,  

x  rays,  radioactive  rocks,  

vegetable  oil,  beakers,  test  tubes,  prism,  ultraviolet  (uv)  

beads,  polarizing  filters,    

stereo/stereo  speakers.  

               

Chapter  10  Test:  Waves  

                                                       

                                                                                                                                                               Strand:  Physical  Science  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                                             

       Energy  and  Waves  (ODE)  (HS-­‐PS4)NGSS  

               

                                                     Doppler  Shift                      

3  days                                    3  

days              1  day                    

I  can  state  the  law  of  reflection.    I  can  explain  why  waves  change  direction  when  they  travel  from  one  material  to  another.    I  can  compare  and  contrast  refraction  and  diffraction.  I  can  describe  how  waves  can  interfere  with  one  another  (constructive,  destructive)    I  can  explain  how  sound  travels  through  different  mediums.    I  can  explain  the  different  properties  of  sound.    I  can  explain  and  give  an  example  of  the  Doppler  effect.      I  can  identify  ways  sound  can  be  used  (echolocation,  sonar,  ultrasound)    I  can  describe  how  light  waves  interact  

                                                     intensity,  loudness,  decibel,  pitch,  Doppler  effect,  opaque,  translucent,  transparent,  index  of  refraction,  plane  mirror,  concave  mirror,  convex  

                                                     

Physical  Science  w/Earth  

Science  Chapter  11:  Sound  and  Light,    Sections  

1,2,3,4.    

Conceptual  Physical  

Science  Chapter  

                                                     

Online  Hearing  Test  

http://www.noiseaddicts.com/2009/03/can-­‐you-­‐hear-­‐this-­‐hearing-­‐test/  Hearing  test  app  on  iPad  

Online  Test  for  Color  

                                                     

Chapter  11  Test:  Sound  and  Light  

               

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                                                   

Energy  and  Waves  (ODE)  (HS-­‐PS4)  NGSS  

                 

                                                   Waves                        

                 2  

days                                2  

days                      

with  matter.    I  can  explain  the  difference  between  regular  and  diffuse  reflection.    I  can  define  the  index  of  refraction  of  a  material.    I  can  explain  why  a  prism  separates  white  light  into  different  colors.      I  can  describe  how  images  are  formed  by  three  types  of  mirrors.    I  can  explain  how  convex  and  concave  lenses  form  images.    I  can  explain  how  the  human  eye  enables  you  to  see.    I  can  describe  how  lenses  are  used  to  correct  vision  problems.    I  can  explain  how  you  see  color.    

mirror,  convex  lens,  concave  lens.                                                                        

11,12                                                                            

Blindness.  http://colorvisiontesting.com/ishihara.htm  

 Color  Blindness  Test  app  on  

iPad            

                                                                           

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                     

Energy  and  Waves  (ODE)  (HS-­‐PS4)NGSS  

                     Radiant  Energy  and  the  Electromagnetic  Spectrum      Communicate  technical  information  about  how  some  technological  devices  use  the  principles  of  wave  behavior  and  wave  interactions  with  matter  to  transmit  and  capture  information  and  energy.  Examples  could  include  solar  cells  capturing  light  and  converting  it  to  electricity;  medical  imaging;  and  communications  technology.  Assessments  do  not  include  band  theory.  HS-­‐PS4-­‐5.(NGSS)                  

             1  day    

 2  

days                              

   3  

days                

I  can  describe  the  difference  between  light  color  and  pigment  color.    I  can  predict  what  happens  when  different  colors  are  mixed.      I  can  describe  how  electric  and  magnetic  fields  form  electromagnetic  waves.    I  can  explain  how  vibrating  charges  produce  electromagnetic  waves  (natural  frequency).    I  can  describe  the  properties  of  electromagnetic  waves.    I  can  describe  the  differences  between  the  different  waves  on  the  electromagnetic  spectrum  in  terms  of  frequency,  speed,  and  wavelength.    

                     electromagnetic          wave  radiant  energy  photon  transverse  wave  longitudinal              wave  natural  frequency  standing  wave  Doppler  effect  bow  wave  shock  wave  sonic  boom  radio  wave  microwave  infrared  wave  light  wave  ultraviolet  wave  x  ray  gamma  wave  wave-­‐particle  duality  theorem  carrier  wave  (AM,  FM  radio)  cathode  ray            tube  

                     

Physical  Science  w/Earth  

Science  Chapter  15:Electromagnetic  Radiation,    Sections  1,2,3  

               

                     

Chapter  15  Test:  

Electromagnetic  Radiation  

                                             

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                           

           1  day  

I  can  compare  the  properties  of  different  electromagnetic  waves.    I  can  identify  uses  for  different  types  of  electromagnetic  waves.    I  can  explain  how  modulating  carrier  waves  enable  information  to  be  transmitted  by  radio  waves,  AM-­‐amplitude  modulation.  and  FM-­‐frequency  modulation.    I  can  identify  various  ways  that  electromagnetic  waves  are  used  in  technology  every  day.    

modulate  transceiver    GPS  

                                   

Content  Elaborations:  Waves  As  addressed  in  middle  school,  waves  transmit  energy  from  one  place  to  another,  can  transfer  energy  between  objects  and  can  be  described  by  their  speed,  wavelength,  frequency  and  amplitude.  The  relationship  between  speed,  wavelength  and  frequency  also  was  addressed  in  middle  school  Earth  and  Space  Science  where  the  motion  of  seismic  waves  through  different  materials  is  studied.  Investigate  the  relationship  between  speed,  frequency  and  wavelength  for  a  transverse  wave  traveling  through  a  Slinky®.  Make  claims  about  what  happens  to  the  speed  and  the  wavelength  of  the  wave  as  the  frequency  is  increased  and  give  evidence  to  support  any  claims.  For  example,  use  information  from  the  investigation  to  explore  the  implications  of  cell  phone  usage.  Include  beneficial  and  harmful  aspects  of  the  use  of  this  technology  for  a  modern  convenience.  Present  findings  and  draw  a  conclusion  using  data  and  research  in  multiple  formats.  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

CCSS  HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

In  elementary  and  middle  school,  reflection  and  refraction  of  light  were  introduced,  as  was  absorption  of  radiant  energy  by  transformation  into  thermal  energy.  In  this  course,  these  processes  are  addressed  from  the  perspective  of  waves  and  expanded  to  include  other  types  of  energy  that  travel  in  waves.  When  a  wave  encounters  a  new  material,  the  new  material  may  absorb  the  energy  of  the  wave  by  transforming  it  to  another  form  of  energy,  usually  thermal  energy.  Waves  can  be  reflected  off  solid  barriers  or  refracted  when  a  wave  travels  form  one  medium  into  another  medium.  Waves  may  undergo  diffraction  around  small  obstacles  or  openings.  When  two  waves  traveling  through  the  same  medium  meet,  they  pass  through  each  other  then  continue  traveling  through  the  medium  as  before.  When  the  waves  meet,  they  undergo  superposition,  demonstrating  constructive  and  destructive  interference.  Sound  travels  in  waves  and  undergoes  reflection,  refraction,  interference  and  diffraction.  In  the  physics  syllabus,  many  of  these  wave  phenomena  will  be  studied  further  and  quantified.  Radiant  energy  travels  in  waves  and  does  not  require  a  medium.  Sources  of  light  energy  (e.g.,  the  sun,  a  light  bulb)  radiate  energy  continually  in  all  directions.  Radiant  energy  has  a  wide  range  of  frequencies,  wavelengths  and  energies  arranged  into  the  electromagnetic  spectrum.  The  electromagnetic  spectrum  is  divided  into  bands:  radio  (lowest  energy),  microwaves,  infrared,  visible  light,  X-­‐rays  and  gamma  rays  (highest  energy)  that  have  different  applications  in  everyday  life.  Radiant  energy  of  the  entire  electromagnetic  spectrum  travels  at  the  same  speed  in  a  vacuum.  Specific  frequency,  energy  or  wavelength  ranges  of  the  electromagnetic  spectrum  are  not  required.  However,  the  relative  positions  of  the  different  bands,  including  the  colors  of  visible  light,  are  important  (e.g.,  ultraviolet  has  more  energy  than  microwaves).  Radiant  energy  exhibits  wave  behaviors  including  reflection,  refraction,  absorption,  superposition  and  diffraction,  depending  in  part  on  the  nature  of  the  medium.  For  opaque  objects  (e.g.,  paper,  a  chair,  an  apple),  little  if  any  radiant  energy  is  transmitted  into  the  new  material.  However  the  radiant  energy  can  be  absorbed,  usually  increasing  the  thermal  energy  of  the  object  and/or  the  radiant  energy  can  be  reflected.  For  rough  objects,  the  reflection  in  all  directions  forms  a  diffuse  reflection  and  for  smooth  shiny  objects,  reflections  can  result  in  clear  images.  Transparent  materials  transmit  most  of  the  energy  through  the  material  but  smaller  amounts  of  energy  may  be  absorbed  or  reflected.  Changes  in  the  observed  frequency  and  wavelength  of  a  wave  can  occur  if  the  wave  source  and  the  observer  are  moving  relative  to  each  other.  When  the  source  and  the  observer  are  moving  toward  each  other,  the  wavelength  is  shorter  and  the  observed  frequency  is  higher;  when  the  source  and  the  observer  are  moving  away  from  each  other,  the  wavelength  is  longer  and  the  observed  frequency  is  lower.  This  phenomenon  is  called  the  Doppler  shift  and  can  be  explained  using  diagrams.  This  phenomenon  is  important  to  current  understanding  of  how  the  universe  was  formed  and  will  be  applied  in  later  sections  of  this  course.  Calculations  to  measure  the  apparent  change  in  frequency  or  wavelength  are  not  appropriate  for  this  course.    

 End  Late  2nd  Quarter  (9  Weeks)  

District    Short  Cycle  

Assessment  

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

Physical  Science  –  Early  3rd  Quarter  Strand:  Physical  Science  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  Resource   Additional  

Resources   Assessment  

Study  of  Matter  

                                                       

Classification  of  Matter    Heterogeneous  vs.  homogeneous    Properties  of  matter    States  of  matter  and  its  changes(ODE)    Plan  and  conduct  an  investigation  to  gather  evidence  to  compare  the  structure  of  substances  at  the  bulk  scale  to  infer  the  strength  of  electrical  forces  between  particles.  Clarification  Statement:  Emphasis  is  on  understanding  the  strengths  of  forces  between  particles,  not  on  naming  specific  intermolecular  forces  (such  as  dipole-­‐dipole).  Examples  of  particles  could  include  ions,  atoms,  molecules,  and  networked  materials  (such  as  graphite).  Examples  of  bulk  properties  of  substances  could  include  the  melting  point  and  boiling  point,  vapor  pressure,  and  surface  tension.(NGSS  HS-­‐PS1-­‐3.)      

3  days                        4  

days                                

I  can  define  substances  and  mixtures.    I  can  identify  elements  and  compounds.    I  can  compare  and  contrast  solutions,  colloids,  and  suspensions.    I  can  identify  substances  using  physical  properties.    I  can  compare  and  contrast  physical  and  chemical  changes.    I  can  identify  chemical  changes.    I  can  determine  how  the  law  of  conservation  of  mass  applies  to  chemical  changes.  

substance  element  compound  heterogeneous  homogeneous  solution  colloid  Tyndall  effect  suspension  physical  property  physical  change  distillation  chemical  property  chemical  change  law  of              conservation  of              mass                        

Physical  Science  with  Earth  Science  Chapter  

18:Classification  of  Matter,  Sections  1,2  Conceptual  Physical  Science  

Chapter  15                                        

Chapter  exercises  and  problems  in  Chapter  18  Review  pages  572-­‐573.  

                           

   

Measuring  the  Conservation  of  Mass  Lab  pg  568.  (antacid  tablets,  balloons,  balance,  beaker,  plastic  

bottle,  mortar/pestle,  

funnel)  

Chapter  18  Test:  

Classification  of  Matter  

                                                 

Lab  Report  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

               Study  of  Matter                                                        

               Atoms  Models  of  the  atom  (proton,  neutron,  electron,  quarks,  electron  cloud)    Ions  (cations  and  anions):  charged  particles  that  have  either  more  or  less  electrons  than  protons.      Isotopes:  atoms  of  the  same  element  that  have  a  different  number  of  neutrons.    Periodic  Trends  of  the  Elements  (atomic  size,  ionization  energy,  electronegativity,  density)    Periodic  law:  physical  and  chemical  properties  of  the  elements  recur  in  a  systematic  and  predictable  way  when  the  elements  are  arranged  in  order  of  increasing  atomic  number.    Representative  groups  (alkali  metal,  alkali  earth  metal,  halogen,  noble  gas,  transition  metal,  inner  transition  metals,  

 1  day            2  

days                              

   3  

days              

 3  

days  

 I  can  conduct  an  experiment  to  show  the  conservation  of  mass  with  antacid    tablets.      I  can  identify  the  names  and  symbols  of  common  elements.    I  can  identify  quarks  as  subatomic  particles  of  matter.    I  can  describe  the  electron  cloud  model  of  an  atom.    I  can  explain  how  electrons  are  arranged  in  an  atom.    I  can  compute  the  atomic  mass  and  mass  number  of  an  atom.    I  can  identify  the  components  of  isotopes.    I  can  interpret  the  average  atomic  

               atom  nucleus  proton  neutron  electron  quark  electron  cloud  atomic  number  mass  number  isotope  average  atomic              mass  periodic  table  group  electron  dot              diagram  period  

               

Physical  Science  with  Earth  Science  Chapter  

19:Properties  of  Atoms  and  the  Periodic  Table,  Sections  

1,2,3  Conceptual  Physical  Science  Chapter  

16(contains  periodic  law  and  periodic  trends)  

 http://www.sparknotes.com/chemistry/fundamentals/atomicstructure/section3.rhtml  

     

http://chemwiki.ucdavis.edu/

Chapter  exercises  and  problems  in  Chapter  19  

Review  pgs.  602-­‐603                                                                  

               

Element  Naming  and  Symbol  Quizzes  

Chapter  19:  Properties  of  Atoms  and  the  Periodic  Table  Test  

 Periodic  Law  and  Periodic  

Trends  Quiz  on  Notes  from  web  sites.                        

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

                         Study  of  Matter  

lanthanides,  actinides.  (ODE)                                                                          

             

     

     1  day                                1  day            

mass  of  an  element.    I  can  explain  the  composition  of  the  periodic  table.    I  can  use  the  periodic  table  to  obtain  information.    I  can  explain  what  a  metal,  nonmetal,  and  a  metalloid  mean.    I  can  identify  the  different  properties  of  groups/families  in  the  periodic  table.    I  can  explain  how  periodic  law  explains  the  arrangement  of  atoms  on  the  periodic  table.    I  can  describe  the  different  periodic  trends  (atomic  size,  ionization  energy,  density,  electronegativity)  on  the  periodic  table.    I  can  explain  how  

Inorganic_Chemistry/Descriptive_Chemistry/Periodic_Table_of_the_Elements/Periodic_Tr

ends    

http://www.elementalmatter.info/periodic-­‐law.htm  

   

http://chemwiki.ucdavis.edu/Inorganic_Chemistry/Descriptive_Chemistry/Periodic_Table_of_the_Elements/The_Period

ic_Law    

                                                                         

                                                               

         

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

             

the  different  periodic  trends  determine  the  location  and  reactivity  of  different  elements  on  the  periodic  table.                        I  can  research  the  name,  symbol,  history,  uses  and  structure  of  an  individual  atom.  

                 

Alien  Periodic  Table  Lab/  Begin  

What’s  in  a  Name?  Research  on  Elements.  

     

   

Content  Elaborations:      Classification  of  Matter  Matter  was  introduced  in  the  elementary  grades  and  the  learning  progression  continued  through  middle  school  to  include  differences  in  the  physical  properties  of  solids,  liquids  and  gases,  elements,  compounds,  mixtures,  molecules,  kinetic  and  potential  energy  and  the  particulate  nature  of  matter.  Content  in  the  chemistry  syllabus  (e.g.,  electron  configuration,  molecular  shapes,  and  bond  angles)  will  be  developed  from  concepts  in  this  course.  Matter  can  be  classified  in  broad  categories  such  as  homogeneous  and  heterogeneous  or  classified  according  to  its  composition  or  by  its  chemical  (reactivity)  and  physical  properties  (e.g.,  color  solubility,  odor,  hardness,  density,  melting  point  and  boiling  point,  viscosity  and  malleability).  Solutions  are  homogenous  mixtures  of  a  solute  dissolved  in  a  solvent.  The  amount  of  a  solid  solute  that  can  dissolve  in  a  solvent  generally  increases  as  the  temperature  increases  since  the  particles  have  more  kinetic  energy  to  overcome  the  attractive  forces  between  them.  Water  is  often  used  as  a  solvent  since  so  many  substances  will  dissolve  in  water.  Physical  properties  can  be  used  to  separate  the  substances  in  mixtures,  including  solutions.  Phase  changes  can  be  represented  by  graphing  the  temperature  of  a  sample  vs.  the  time  it  has  been  heated.  Investigations  must  include  collecting  data  during  heating,  cooling  and  solid-­‐liquid-­‐  solid  phase  changes.  At  times,  the  temperature  will  change  steadily,  indicating  a  change  in  the  motion  of  the  particles  and  the  kinetic  energy  of  the  substance.  However,  during  a  phase  change,  the  temperature  of  a  substance  does  not  change,  indicating  there  is  no  change  in  kinetic  energy.  Since  the  substance  continues  to  gain  or  lose  energy  during  phase  changes,  these  changes  in  energy  are  potential  and  indicate  a  change  in  the  position  of  the  particles.  When  heating  a  substance,  a  phase  change  will  occur  when  the  kinetic  energy  of  the  particles  is  great  enough  to  overcome  the  attractive  forces  between  the  particles;  the  substance  then  melts  or  boils.  Conversely,  when  cooling  a  substance,  a  phase  change  will  occur  when  the  kinetic  energy  of  the  particles  is  no  longer  great  enough  to  overcome  the  attractive  forces  between  the  particles;  the  substance  then  condenses  or  freezes.  Phase  changes  are  examples  of  changes  that  can  occur  when  energy  is  absorbed  from  the  surroundings  (endothermic)  or  released  into  the  surroundings  (exothermic).  When  thermal  energy  is  added  to  a  solid,  liquid  or  gas,  most  substances  increase  in  volume  because  the  increased  kinetic  energy  of  the  particles  causes  an  increased  distance  between  the  particles.  This  results  in  a  change  in  density  of  the  material.  Generally,  solids  have  greater  density  than  liquids,  which  have  greater  density  than  gases  due  to  the  spacing  between  the  particles.  The  density  of  a  substance  can  be  calculated  from  the  slope  of  a  mass  vs.  volume  graph.  Differences  in  densities  can  be  determined  by  interpreting  mass  vs.  volume  graphs  of  the  substances.  Atoms  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

Content  introduced  in  middle  school,  where  the  atom  was  introduced  as  a  small,  indestructible  sphere,  is  further  developed  in  the  physical  science  syllabus.  Over  time,  technology  was  introduced  that  allowed  the  atom  to  be  studied  in  more  detail.  The  atom  is  composed  of  protons,  neutrons  and  electrons  that  have  measurable  properties,  including  mass  and,  in  the  case  of  protons  and  electrons,  a  characteristic  charge.  When  bombarding  thin  gold  foil  with  atomic-­‐sized,  positively  charged,  high-­‐speed  particles,  a  few  of  the  particles  were  deflected  slightly  from  their  straight-­‐line  path.  Even  fewer  bounced  back  toward  the  source.  This  evidence  indicates  that  most  of  an  atom  is  empty  space  with  a  very  small  positively  charged  nucleus.  This  experiment  and  other  evidence  indicate  the  nucleus  is  composed  of  protons  and  neutrons,  and  electrons  that  move  about  in  the  empty  space  that  surrounds  the  nucleus.  Additional  experimental  evidence  that  led  to  the  development  of  other  historic  atomic  models  will  be  addressed  in  the  chemistry  syllabus.  All  atoms  of  a  particular  element  have  the  same  atomic  number;  an  element  may  have  different  isotopes  with  different  mass  numbers.  Atoms  may  gain  or  lose  electrons  to  become  anions  or  cations.  Atomic  number,  mass  number,  charge  and  identity  of  the  element  can  be  determined  from  the  numbers  of  protons,  neutrons  and  electrons.  Each  element  has  a  unique  atomic  spectrum  that  can  be  observed  and  used  to  identify  an  element.  Atomic  mass  and  explanations  about  how  atomic  spectra  are  produced  are  addressed  in  the  chemistry  syllabus.  Periodic  Trends  of  the  Elements  Content  from  the  middle  school  level,  specifically  the  properties  of  metals  and  nonmetals  and  their  positions  on  the  periodic  table,  is  further  expanded  in  this  course.  When  elements  are  listed  in  order  of  increasing  atomic  number,  the  same  sequence  of  properties  appears  over  and  over  again;  this  is  the  periodic  law.  The  periodic  table  is  arranged  so  that  elements  with  similar  chemical  and  physical  properties  are  in  the  same  group  or  family.  Metalloids  are  elements  that  have  some  properties  of  metals  and  some  properties  of  nonmetals.  Metals,  nonmetals,  metalloids,  periods  and  groups  or  families  including  the  alkali  metals,  alkaline  earth  metals,  halogens  and  noble  gases  can  be  identified  by  their  position  on  the  periodic  table.  Elements  in  Groups  1,  2  and  17  have  characteristic  ionic  charges  that  will  be  used  in  this  course  to  predict  the  formulas  of  compounds.  Other  trends  in  the  periodic  table  (e.g.,  atomic  radius,  electronegativity,  ionization  energies)  are  found  in  the  chemistry  syllabus.    

End  Early  3rd  Quarter  (4.5  Weeks)  District    

Short  Cycle  Assessment  

 

 

 

 

 

 

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

 

 

Physical  Science  –Late  3rd  Quarter  Strand:  Physical  Science  

Strand:  Physical  Science  

Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  Resource   Additional  

Resources   Assessment  

Study  of  Matter  

                                       

Study  of  Matter  

   

Bonding  and  Compounds                                              Bonding  (ionic  and  covalent)      

2  days                                          4  

days      

I  can  describe  how  a  compound  differs  from  its  component  elements.    I  can  explain  what  a  chemical  formula  represents.    I  can  explain  that  the  electric  forces  between  electrons  and  protons,  which  are  oppositely  charged,  are  essential  to  forming  compounds.    I  can  state  a  reason  why  chemical  bonding  occurs.    I  can  describe  ionic  and  covalent  bonds.    I  can  identify  the  

chemical  formula  ion  chemical  bond  ionic  bond  covalent  bond  molecule  polar  molecule  nonpolar            molecule  binary  compound  oxidation              number  polyatomic  ion  hydrate                          

Physical  Science  with  Earth  Science  Chapter  22:  Chemical  

Bonds  Sections  1,2,3  

Conceptual  Physical  Science  

Chapter  17                                

Chapter  exercises  and  problems  in  Chapter  22  

Review  on  pgs.  714-­‐715  

     

Model  Atom  Kits                                    

Chapter  22  Test:  

Chemical  Bonds  

                                           

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

                                                       

Study  of  Matter  

             

                                 Nomenclature            Begin  Atom  Model  Assignment        Reactions  of  Matter:  Chemical  Reactions                

                   4  

days                        1  day        2  

days                

particles  produced  by  ionic  bonding  and  covalent  bonding.    I  can  distinguish  between  a  nonpolar  covalent  bond  and  a  polar  covalent  bond.    I  can  explain  how  to  determine  oxidation  numbers.    I  can  write  formula’s  and  names  for  ionic  compounds.    I  can  write  formula’s  and  names  for  covalent  compounds.    I  can  construct  a  model  of  an  atom  following  specific  guidelines.    I  can  identify  the  reactants  and  products  in  a  chemical  reaction.    I  can  determine  how  a  chemical  reaction  satisfies  the  law  of  conservation  of  

                                                       chemical  reaction  reactant    product  chemical              equation  balanced            chemical              equation  combustion  

                                                       

Physical  Science  with  Earth  Science  Chapter  23:  Chemical  Reactions  

Sections  1,2,3,4  Conceptual  Physical  

                                                       

Chapter  exercises  and  problems  from  Chapter  23  Review  on  pgs.  

746-­‐747          

                                                     

 Chapter  23  

Test:  Chemical  Reactions  

         

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

             

         Reactions  of  Matter:  Chemical  Reactions                                                          

             3  

days                3  

days                    

 3  

days                

mass.    I  can  determine  how  chemists  express  chemical  changes  using  equations.    I  can  identify  what  is  meant  by  a  balanced  chemical  equation.    I  can  determine  how  to  write  balanced  chemical  equations.    I  can  identify  the  five  general  types  of  chemical  reactions.    I  can  identify  redox  reactions.    I  can  predict  which  metal  will  replace  other  metals  in  compounds.    I  can  identify  the  source  of  energy  changes  in  chemical  reactions.    I  can  compare  and  contrast  exergonic  and  endergonic  reactions(chemical  

           reaction  synthesis              reaction  decomposition              reaction  single                    replacement            reaction  double              replacement              reaction  activation                      energy  endothermic              reaction  rate  of  reaction  exothermic              reaction  catalyst  inhibitor  

Science  Chapter  19  

                 

                                                                         

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

   

 1  day  

rx’s  that  gain  or  release  energy)    I  can  examine  the  effects  of  catalysts  and  inhibitors  on  the  speed  of  chemical  reactions.  

             

Content  Elaborations:  Bonding  and  Compounds:  Middle  school  content  included  compounds  which  are  composed  of  atoms  of  two  or  more  elements  joined  together  chemically.  In  this  course,  the  chemical  joining  of  atoms  is  studied  in  more  detail.  Atoms  may  be  bonded  together  by  losing,  gaining  or  sharing  electrons  to  form  molecules  or  three-­‐  dimensional  lattices.  An  ionic  bond  involves  the  attraction  of  two  oppositely  charged  ions,  typically  a  metal  cation  and  a  nonmetal  anion  formed  by  transferring  electrons  between  the  atoms.  An  ion  attracts  oppositely  charged  ions  from  every  direction,  resulting  in  the  formation  of  a  three-­‐  dimensional  lattice.  Covalent  bonds  result  from  the  sharing  of  electrons  between  two  atoms,  usually  nonmetals.  Covalent  bonding  can  result  in  the  formation  of  structures  ranging  from  small  individual  molecules  to  three-­‐dimensional  lattices  (e.g.,  diamond).  The  bonds  in  most  compounds  fall  on  a  continuum  between  the  two  extreme  models  of  bonding:  ionic  and  covalent.  Using  the  periodic  table  to  determine  ionic  charge,  formulas  of  ionic  compounds  containing  elements  from  groups  1,  2,  17,  hydrogen  and  oxygen  can  be  predicted.  Given  a  chemical  formula,  a  compound  can  be  named  using  conventional  systems  that  include  Greek  prefixes  where  appropriate.  Prefixes  will  be  limited  to  represent  values  from  one  to  10.  Given  the  name  of  an  ionic  or  covalent  substance,  formulas  can  be  written.  Naming  organic  molecules  is  beyond  this  grade  level  and  is  reserved  for  an  advanced  chemistry  course.  Prediction  of  bond  types  from  electronegativity  values,  polar  covalent  bonds,  writing  formulas  and  naming  compounds  that  contain  polyatomic  ions  or  transition  metals  will  be  addressed  in  the  chemistry  syllabus.  Reactions  of  Matter  In  middle  school,  the  law  of  conservation  of  matter  was  expanded  to  chemical  reactions,  noting  that  the  number  and  type  of  atoms  and  the  total  mass  are  the  same  before  and  after  the  reaction.  In  this  course,  conservation  of  matter  is  expressed  by  writing  balanced  chemical  equations.  At  this  level,  reactants  and  products  can  be  identified  from  an  equation  and  simple  equations  can  be  written  and  balanced  given  either  the  formulas  of  the  reactants  and  products  or  a  word  description  of  the  reaction.  Stoichiometric  relationships  beyond  the  coefficients  in  a  balanced  equation  and  classification  of  types  of  chemical  reactions  are  addressed  in  the  chemistry  syllabus.  During  chemical  reactions,  thermal  energy  is  either  transferred  from  the  system  to  the  surroundings  (exothermic)  or  transferred  from  the  surroundings  to  the  system  (endothermic).  Since  the  environment  surrounding  the  system  can  be  large,  temperature  changes  in  the  surroundings  may  not  be  detectable.                

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.    

       

                                                                                                                 Physical  Science  Atom  Model  Project  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  Resource   Additional  

Resources   Assessment  

Study  of  Matter  

The  student  will  be  able  to  accurately  construct  a  three  dimensional  representation  of  the  Bohr  model  of  an  atom  with  a  key  and  explain  the  history,  uses  of  that  atom  and  its  structural  components  to  their  peers.  The  atom  may  have  a  theme.  The  atom  must  be  an  atom  with  atomic  number  10  or  greater.    

5  days  

I  can  construct  a  three  dimensional  Bohr  model  of  an  atom  w/key  of  a  chosen  atom  beyond  atomic  #10  and  explain  the  uses,  structure,  and  provide  examples  of  that  element.  

nucleus  neutron  electron  rings  electron  proton    atomic  mass  atomic  number  electron                configuration  

Physical  Science  with  Earth  Science.  Conceptual  Physical  Science.  

Book:  The  Elements  

Online  resources  and  iPad  apps.  Atom  Model  Rubric  

Rubric  and  Presentation  of  Atom  Model  to  Peers  

           End  Late  3rd  Quarter  (9  Weeks)  District  

Short  Cycle  Assessment  

 

 

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Physical  Science  –  Early  4th  Quarter  Strand:  Physical  Science  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  Resource   Additional  Resources   Assessment  

Study  of  Matter  

                                                         

Reactions  of  Matter:    Nuclear  Reactions                                                            

2  days                                      

   2  

days                

I  can  describe  the  structure  of  an  atom  and  its  nucleus.    I  can  explain  what  radioactivity  is.    I  can  compare  and  contrast  properties  of  radioactive  and  stable  nuclei.    I  can  discuss  the  discovery  of  radioactivity.    I  can  compare  and  contrast  alpha,  beta,  and  gamma  radiation.    I  can  define  the  half-­‐  life  of  a  radioactive  material.  I  can  describe  the  process  of  radioactive  dating.    I  can  describe  how  radioactivity  can  be  detected  in  cloud  and  bubble  chambers.    I  can  explain  how  an  electroscope  can  be    used  to  detect  radiation.    

strong  force  radioactivity  alpha  particle  transmutation  beta  particle  gamma  ray    half-­‐  life  cloud  chamber  bubble  chamber  Geiger  counter  nuclear  fission  chain  reaction  critical  mass  nuclear  fusion  tracer                                  

Physical  Science  with  Earth  Science,  Chapter  25:  Nuclear  Changes,  Sections  1,2,3,4.  

Conceptual  Physical  Science,  

Chapter  14                                        

Chapter  exercises  and  problems  for  

Chapter  25  Review  on  pgs.  

812-­‐813    

Radioactive  materials  such  as  a  smoke  detector,  older  orange  Fiesta  ware  plates,  cups,  dishes,  granite  rocks,  Coleman  white/pink  mantles  for  camping  lanterns,  

luminescent  watch  dials,  

radioactive  salts,  Geiger  Counter.  

 Radon  air/water  detection  kits  can  be  purchased  at  Home  Depot,  Lowe’s(school  testing  project)  

   

Chapter  25  Test:  Nuclear  Changes  

                                                     

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                     Study  of  Matter  

                                   Energy  and  Waves  

         

                     Reactions  of  Matter:  Nuclear  Reactions                                      Definitions  of  Energy  “electrical  energy”  may  mean  energy  stored  in  a  battery  or  energy  transmitted  by  electric  currents.  PS3.A  (secondary  to  

                     2  

days                  

   3  

days          

   3  

days            

I  can  explain  how  a  Geiger  counter  can  measure  nuclear  radiation.    I  can  explain  nuclear  fission  and  how  it  can  begin  a  chain  reaction.    I  can  discuss  how  nuclear  fusion  occurs  in  the  Sun.    I  can  describe  how  radioactive  tracers  can  be  used  to  diagnose  medical  problems.    I  can  discuss  how  nuclear  reactions  can  help  treat  cancer.    I  can  discuss  the  properties  and  uses  of  fossil  fuels.    I  can  explain  how  fossil  fuels  are  formed.    I  can  describe  how  the  chemical  energy  in  fossil  fuels  is  converted  into  electrical  energy.    I  can  explain  how  a  nuclear  reactor  converts  nuclear  energy  to  thermal  energy.    I  can  describe  advantages  and  disadvantages  of  using  nuclear  energy  to  produce  

                                                             fossil  fuel  petroleum  nonrenewable              resource,  nuclear  reactor  nuclear  waste  renewable    

                                                             

Physical  Science  with  Earth  Science,  Chapter  16:  Energy  Sources,  

Sections  1,  2,  3.  

                               

MRI  test  films  from  local  hospitals.  

                       

Chapter  exercises  and  problems  for  

Chapter  16  Review  on  pgs  512-­‐513  

Ohio  Energy  Project.(Free  labs  

                                                             

Chapter  16  Test:  Energy  Sources  

       

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

               Energy  and  Waves  

                                                       

HS-­‐PS2-­‐5)  NGSS.                Transfer  and  Transformation  of  Energy  (ODE)  Defining  and  Delimiting  Engineering  Problems:  Criteria  and  constraints  also  include  satisfying  any  requirements  set  by  society,  such  as  taking  issues  of  risk  mitigation  into  account,  and  they  should  be  quantified  to  the  extent  possible  and  stated  in  such  a  way  that  one  can  tell  if  a  given  design  meets  them.  ETS1.A:  (secondary  to  HS-­‐PS2-­‐3)(NGSS)(ODE)  Optimizing  the  Design  Solution  §  Criteria  may  need  to  be  broken  down  into  simpler  ones  that  can  be  approached  systematically,  and  decisions  about  the  

   2  

days              

   4  

days    

   1  day        

 2  day                          

 

electricity.    I  can  discuss  nuclear  fusion  as  a  possible  energy  source.    I  can  analyze  the  need  for  alternate  energy  sources.    I  can  describe  alternate  methods  for  generating  electricity.    I  can  compare  the  advantageous  and  disadvantages  of  various  alternate  energy  sources.    I  can    understand  that  the  color  of  an  object  does  determine  the  rate  at  which  an  object  absorbs  solar  energy.    I  can  research  the  various  sources  of  energy  used  in  different  areas  of  the  United  States  and  determine  the  cost  and  effects  of  those  energy  sources  on  the  environment.      

         resource  photovoltaic  cell  hydroelectricity  geothermal                energy,  biomass    

Conceptual  Physical  Science,  Chapter  

   

   

Solar  Heating  Lab,  pg  507  in  PS  w/ES.  

                       

Internet  Lab:  How  much  does  energy  really  cost?  Pg.  

508-­‐509  

and  merchandise  for  the  

classroom)  http://www.ohioenergy.org/  

   

           

   

 Lab  Report  

                           

Lab  Report                            

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

       

priority  of  certain  criteria  over  others  (trade-­‐offs)  may  be  needed.  ETS1.C  (secondary  to  HS-­‐PS2-­‐3)(NGSS,  ODE)                

   

Content  Elaborations:    While  chemical  changes  involve  changes  in  the  electrons,  nuclear  reactions  involve  changes  to  the  nucleus  and  involve  much  larger  energies  than  chemical  reactions.  The  strong  nuclear  force  is  the  attractive  force  that  binds  protons  and  neutrons  together  in  the  nucleus.  While  the  nuclear  force  is  extremely  weak  at  most  distances,  over  the  very  short  distances  present  in  the  nucleus  the  force  is  greater  than  the  repulsive  electrical  forces  among  protons.  When  the  attractive  nuclear  forces  and  repulsive  electrical  forces  in  the  nucleus  are  not  balanced,  the  nucleus  is  unstable.  Through  radioactive  decay,  the  unstable  nucleus  emits  radiation  in  the  form  of  very  fast-­‐moving  particles  and  energy  to  produce  a  new  nucleus,  thus  changing  the  identity  of  the  element.  Nuclei  that  undergo  this  process  are  said  to  be  radioactive.  Radioactive  isotopes  have  several  medical  applications.  The  radiation  they  release  can  be  used  to  kill  undesired  cells  (e.g.,  cancer  cells).  Radioisotopes  can  be  introduced  into  the  body  to  show  the  flow  of  materials  in  biological  processes.  For  any  radioisotope,  the  half-­‐life  is  unique  and  constant.  Graphs  can  be  constructed  that  show  the  amount  of  a  radioisotope  that  remains  as  a  function  of  time  and  can  be  interpreted  to  determine  the  value  of  the  half-­‐life.  Half-­‐life  values  are  used  in  radioactive  dating.  Other  examples  of  nuclear  processes  include  nuclear  fission  and  nuclear  fusion.  Nuclear  fission  involves  splitting  a  large  nucleus  into  smaller  nuclei,  releasing  large  quantities  of  energy.  Nuclear  fusion  is  the  joining  of  smaller  nuclei  into  a  larger  nucleus  accompanied  by  the  release  of  large  quantities  of  energy.  Nuclear  fusion  is  the  process  responsible  for  formation  of  all  the  elements  in  the  universe  beyond  helium  and  the  energy  of  the  sun  and  the  stars.  Further  details  about  nuclear  processes  including  common  types  of  nuclear  radiation,  predicting  the  products  of  nuclear  decay,  mass-­‐energy  equivalence  and  nuclear  power  applications  are  addressed  in  the  chemistry  and  physics  syllabi.    

                         End  Early  4th  Quarter  (4.5  Weeks)  District  

 Short  Cycle  Assessment  

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

 Physical  Science  -­‐  Late  4th  Quarter  

 Strand:  Physical  Science  

Topic   Content  Statement   Days   Clear  Learning  Target   Vocabulary   Core  Resource   Additional  

Resources   Assessment  

2nd    Semester  Atom  Project  Presentations  

         

The  Universe      

The  Universe    

The  Atom  Model  Project  Presentations              History  of  the  Universe(ODE)      Stars:    Formation,  stages  of  evolution  Fusion  in  Stars                                  

5  days              3  

days                  

   3  

days                  

I  can  make  a  self-­‐  standing  3D  model  of  an  atom  with  a  key  and  present  its  history,  components,  and  uses  to  my  peers    I  can  describe  a  constellation  as  a  pattern  of  stars.  I  can  compare  and  contrast  types  of  optical  telescopes.    I  can  explain  how  a  radio  telescope  differs  from  an  optical  telescope.    I  can  explain  how  stars  form.    I  can  classify  the  stages  of  stellar  evolution  using  a  Hertzsprung-­‐Russel  (H-­‐R)  diagram.      

See  Quarter  #3                constellation  refracting              telescope  reflecting              telescope  radio  telescope  light-­‐  year  spectroscope  main  sequence  giant  white  dwarf  solar  mass  photosphere  sunspots  galaxy  Milky  Way  Local  Group  cosmology  big  bang  theory,  dark  matter  dark  energy  

See  Quarter  #3                Physical  Science  with  Earth  Science,  Chapter  26:  Stars  and  Galaxies,  Sections  1,2,3,4.  Conceptual  Physical  Science,  Chapter  29,30                      

See  Quarter  #3   Atom  Model  Rubric              Chapter  26  Test:  Stars  and  Galaxies                                        

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

         Galaxy  Formation                                                        Semester  2  Final  Exam  Review    

         2  

days                      3  

days        

       4  

days        

   1  day  

I  can  describe  the  Sun  and  explain  how  it  has  and  will  evolve.    I  can  explain  that  the  same  natural  laws  that  apply  in  the  Milky  Way  Galaxy  also  apply  in  other  galaxies.    I  can  describe  the  Milky  Way  Galaxy  and  the  Sun’s  position  in  it.    I  can  describe  the  most  accepted  theory  about  the  origin  of  the  universe.    I  can  define  dark  matter.    I  can  explain  how  dark  energy  may  cause  the  universe  to  expand  forever.      

                                                               Semester  2  Final  Exam  Review  Sheet  

                                                               

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

Content  Elaborations:  The  Universe  -­‐  In  early  elementary  school,  observations  of  the  sky  and  space  are  the  foundation  for  developing  a  deeper  knowledge  of  the  solar  system.  In  late  elementary  school,  the  parts  of  the  solar  system  are  introduced,  including  characteristics  of  the  sun  and  planets,  orbits  and  celestial  bodies.  At  the  middle  school  level,  energy,  waves,  gravity  and  density  are  emphasized  in  the  physical  sciences,  and  characteristics  and  patterns  within  the  solar  system  are  found.  In  the  physical  science  course,  the  universe  and  galaxies  are  introduced,  building  upon  the  previous  knowledge  about  space  and  the  solar  system  in  the  earlier  grades.  History  of  the  Universe  -­‐  The  Big  Bang  Model  is  a  broadly  accepted  theory  for  the  origin  and  evolution  of  our  universe.  It  postulates  that  12  to  14  billion  years  ago,  the  portion  of  the  universe  seen  today  was  only  a  few  millimeters  across  (NASA).  According  to  the  “big  bang”  theory,  the  contents  of  the  known  universe  expanded  explosively  into  existence  from  a  hot,  dense  state  13.7  billion  years  ago  (NAEP  2009).  After  the  big  bang,  the  universe  expanded  quickly  (and  continues  to  expand)  and  then  cooled  down  enough  for  atoms  to  form.  Gravity  pulled  the  atoms  together  into  gas  clouds  that  eventually  became  stars,  which  comprise  young  galaxies.  Foundations  for  the  big  bang  model  can  be  included  to  introduce  the  supporting  evidence  for  the  expansion  of  the  known  universe  (e.g.,  Hubble’s  law  and  red  shift  or  cosmic  microwave  background  radiation).  A  discussion  of  Hubble’s  law  and  red  shift  is  found  in  the  Galaxy  formation  section,  below.  Technology  provides  the  basis  for  many  new  discoveries  related  to  space  and  the  universe.  Visual,  radio  and  x-­‐ray  telescopes  collect  information  from  across  the  entire  electromagnetic  spectrum;  computers  are  used  to  manage  data  and  complicated  computations;  space  probes  send  back  data  and  materials  from  remote  parts  of  the  solar  system;  and  accelerators  provide  subatomic  particle  energies  that  simulate  conditions  in  the  stars  and  in  the  early  history  of  the  universe  before  stars  formed.  Galaxy  Formation-­‐  A  galaxy  is  a  group  of  billions  of  individual  stars,  star  systems,  star  clusters,  dust  and  gas  bound  together  by  gravity.  There  are  billions  of  galaxies  in  the  universe,  and  they  are  classified  by  size  and  shape.  The  Milky  Way  is  a  spiral  galaxy.  It  has  more  than  100  billion  stars  and  a  diameter  of  more  than  100,000  light  years.  At  the  center  of  the  Milky  Way  is  a  bulge  of  stars,  from  which  are  spiral  arms  of  gas,  dust  and  most  of  the  young  stars.  The  solar  system  is  part  of  the  Milky  Way  galaxy.  Hubble’s  law  states  that  galaxies  that  are  farther  away  have  a  greater  red  shift,  so  the  speed  at  which  a  galaxy  is  moving  away  is  proportional  to  its  distance  from  the  Earth.  Red  shift  is  a  phenomenon  due  to  Doppler  shifting,  so  the  shift  of  light  from  a  galaxy  to  the  red  end  of  the  spectrum  indicates  that  the  galaxy  and  the  observer  are  moving  farther  away  from  one  another.  Doppler  shifting  also  is  found  in  the  Energy  and  Waves  section  of  this  course.  Stars  -­‐  Early  in  the  formation  of  the  universe,  stars  coalesced  out  of  clouds  of  hydrogen  and  helium  and  clumped  together  by  gravitational  attraction  into  galaxies.  When  heated  to  a  sufficiently  high  temperature  by  gravitational  attraction,  stars  begin  nuclear  reactions,  which  convert  matter  to  energy  and  fuse  the  lighter  elements  into  heavier  ones.  These  and  other  fusion  processes  in  stars  have  led  to  the  formation  of  all  the  other  elements.  (NAEP  2009).  All  of  the  elements,  except  for  hydrogen  and  helium,  originated  from  the  nuclear  fusion  reactions  of  stars  (College  Board  Standards  for  College  Success,  2009).  Stars  are  classified  by  their  color,  size,  luminosity  and  mass.  A  Hertzprung-­‐Russell  diagram  must  be  used  to  estimate  the  sizes  of  stars  and  predict  how  stars  will  evolve.  Most  stars  fall  on  the  main  sequence  of  the  H-­‐R  diagram,  a  diagonal  band  running  from  the  bright  hot  stars  on  the  upper  left  to  the  dim  cool  stars  on  the  lower  right.  A  star’s  mass  determines  the  star’s  place  on  the  main  sequence  and  how  long  it  will  stay  there.  Patterns  of  stellar  evolution  are  based  on  the  mass  of  the  star.  Stars  begin  to  collapse  as  the  core  energy  dissipates.  Nuclear  reactions  outside  the  core  cause  expansion  of  the  star,  eventually  leading  to  the  collapse  of  the  star.  Note:  Names  of  stars  and  naming  the  evolutionary  stage  of  a  star  from  memory  will  not  be  assessed.  The  emphasis  is  on  the  interpretation  of  data  (using  diagrams  and  charts)  and  the  criteria  and  processes  needed  to  make  those  determinations.    

 

  Lorain  City  School  District    Scope,  Sequence  and  Pacing  Guides  

HS  Physical  Science    

Common  Formative  Assessments  will  be  implemented  daily.  

                         End  Late  4th  Quarter  (9  Weeks)  District  

Short  Cycle  Assessment