伽利略的斜面实验在伽利略的落体运动定理的产生过程中，斜面实验起过重要作用。他在《两门新科学》中对这个实验描述得非常具体，写道“取长约12库比＝45.7分米）、宽约半库比，厚约三指的木板，在边沿上刻一条一指多宽的槽，槽十分平直，经过打磨，在直槽上贴牛皮纸，尽可能使之平滑，之后让一个十分圆的、硬的光滑铜质球沿槽滚下，我们将木板的一头抬初一、二库比，使之略呈倾斜，再让铜球滚下，用下列方式记录滚下所需时间。我们不止一次重复这一实验，使两次观测的时间相差不致超过心跳的非常之一。在完成这一步骤并确证其可靠性以后，就让铜球滚下全程的1/4，并测出增长时间，我们发觉它正好是滚下全程所需时间的一半。接着我们对其他距离进行实验，用滚下全程所用时间同滚下一半距离、三分之二距离、四分之三距离或任何部份距离所用时间进行比较。这样的实验重复了整整一百次，我们常常发觉，经过的空间距离恒与所用时间的平方成正比列。这对于平面（也即铜球下滚的槽）的各类坡度都组建。我们也观测到，对于不同的螺距，增长的时间互相间的关系正如作者预计并证明过的比列一样。“为了检测时间，我们把一只盛水的大容器臵于高处，在容器顶部焊上一根口径很细的管子，用小瓶子搜集每次增长时由细管流出的水，不管是全程还是全程的一部份，都可搜集到。
之后用极精密的天平称水的重量；这种水重之差和比值就给出时间之差和比值。精确度这么之高，以至于重复许多遍，结果都没有显著的差异。”这个实验设计是安排得何等巧妙啊！许多年来，人们都确信伽利略就是按他所述的方案做的。在历史博物馆中甚至还陈列着听说是伽利略当初用过的斜槽和铜球。并且，当人们重复伽利略上述实验时，却发觉很难得到这么高的精确度。更不能使斜槽的倾斜度任意增强。有人证明，贴了牛皮纸的木槽，实验偏差反倒更大了。20世纪中叶，科学史专家库依雷（Koyr）提出一种看法，觉得伽利略的斜面实验和他在书上描述的其它许多实验一样，都是虚构的，伽利略的运动定理始于逻辑推理和理想实验。这个意见对19世纪传统的想法无疑是一贴清醒剂。由于常年以来产生了一种认识，把实验的作用过分夸大了，似乎哪些基本定理，包括伽利略的运动定律都是从数据的积累中总结下来的。这些机械论的观点到了20世纪理所其实要遭到怀疑论者批评。但是，伽利略到底有没有亲自做过斜面实验呢？他为何会想到用斜面来取代落体？他是如何做的斜面实验？这个实验在他的研究中起了哪些作用？伽利略没有对自己的工作作过更详尽的论述。并且，他留下了大量原稿和许多专著。
人们把他的资料编成了20卷选集，这是研究伽利略的宝贵史1591年伽利略的那本没有及时发表的小图册《论运动》中可以看出，伽利略很早就对斜面感兴趣了。他在哪里主要研究斜面上物体的平衡问题，但也提过下述问题：为何物体在陡的平面上运动得更快？不同的斜面上，运动之比怎样？他的回答是：“同样的重量用斜面提高比垂直提高可以少用力，这要看垂直提高与倾斜提高的比列。为此，同一重物垂直下落比沿斜面下滑具有更大的力，这要看斜面下滑的宽度与垂直下落的厚度成哪些样的比列。”既然力的大小与坡度成一定比列，落体运动的研究就可以用斜面来取代，按一定比列“冲淡”作用的力，“加长”运动的距离，这样可以比落体更有效地研究运动的规律。人们从伽利略的原稿中找到了一些证据，证明他早年确曾做过斜面实验。其中有一页原稿画着一幅草图，两个小球正沿不同坡度的斜面向上运动，说明伽利略曾思索过斜面实验。进一步研究，发觉要能在2米长的斜面内取得8个陆续时间内物体（其实是小球）通过的距离，角度必须限制在1.5至2之间。从纸张的特性可以判断这页数据大概记于1604年。此时看来伽利略还没有确定时间平方关系，由于记录上的第一列数据1、4、9、16……64其实是后加起来的。
第三列的数据有几个地方涂改，虽然是伽利略在实验以后对数据作了修正。这种判定有助于说明伽利略的时间平方关系并不是直接从实验得到牛顿第一定律是什么方法推理出来的，而是从别的渠道先有了构想，再用实验加以验证的。并且在定义匀加速运动时，他虽然走了一段弯路。原本，他也跟他人一样，假定下落过程中物体的速率与下落距离成反比，即vs。他又是通过理想实验做出了正确的判定。他假定物体在落下第一段距离后已得到某一速率，于是在落下的距离加倍时，速率也应加倍。果真如此的话，则物体通过两段距离所用的时间将和通过第一段距离所用时间一样。也就是说，通过第二段距离毋须花时间，这也许是荒唐的。于是伽利略转而假定物体的速率与时间成反比，即vt。这样的假定是否正确，其实也要进行检验。但是速率是无法直接检测的。于是伽利略利用于几何学的推论，得出的关系，这就是时间平方定理。对于不同的时间比1234…，物体下落的距离比为14916…。这种数字正是伽利略在那张实验记录上添加的第一列数字。从第一列数和第三列数的比列关系，伽利略证明沿斜面下滑的物体正在作匀加速运动。从以上论点其实还不足以判断伽利略发觉落体定理的全过程，并且早已可以窥探到伽利略研究运动学的方式。他把实验和物理结合在一起，既重视逻辑推理，又借助实验检验，这样就构成了一套完整的科学研究方式。
假如表成程序，伽利略的方式大致如下：伽利略把实验与逻辑推理和谐地结合在一起，有力地促进了科学的发展。正如他在《两门新科学》第一天谈话结束时说的那样：“我们可以说，房门早已向新方式打开，这些将带来大量奇妙成果的新方式，在未来的年代里定会赢得许多人的注重。”从伽利略研究运动学这一历史片段，我们可以得到哪些启示呢？首先，因为历史资料的深入开掘和研究，我们对近代科学的诞生有了进一步的认识。那个觉得伽利略靠落体实验就奠定了运动学基础的说法似乎过分简单，不符合历史的原本面目。怀疑论者推测伽利略没有实际做过他所描述的实验，觉得他靠的是推理思辨，这一说法又为新近发觉的原稿所抨击。看来，伽利略成立运动学理论的过程相当复杂，既有思辨，又有实验，他借助的是思辨和实验的互相印证、相互补充。这些想法，丝毫无损于伽利略那位近代科学先驱的光辉形象，反倒使他更能得到后人的理解，让后人认识到他作为唐代自然哲学和近代科学之间的过渡人物，为创建近代科学走的是一条多么艰难的公路。其次，承认伽利略在研究运动学的过程中思辨（逻辑思维）起重要作用，并不否定实验在数学学发展中的地位。实验的设计和实现总有一定目的，离不开指导思想。从伽利略真正做过的落体实验和斜面实验可以证明这一点。
那个宣扬单纯借助实验数据的积累就足以获得客观规律，因而奠定科学基础的说法是站不住脚的。指出这一点，并不会否定实验本身，只是否定19世纪兴起的机械论观点；也不会抹杀历史上知名实验的作用，而是要倡导对实验的历史作更透彻的研究，剖析它们的成因、设计思想、历史背景、内容的复杂性和先驱们的探求精神，以及推论的得出和影响等各个方面牛顿第一定律是什么方法推理出来的，这样做肯定会对实验的意义获得更充分的认识。亚里士多德则断定，物体只有在一个不断作用者的直接接触下，能够保持运动，一旦促进者停止作用，或二者脱离接触，物体才会停止出来。这些说法其实与经验没有矛盾，而且似乎经不起推敲。比如，对于填装体的运动，亚里士多德解释说，之所以填装体在出手后就会继续运动，是因为手或机械在作抛物动作中同时也使紧靠物体的空气运动，而空气再推动物体运动。并且，在亚里士多德的思辨中，不可防止地会出现漏洞。人们要问，空气对物体的运动也会有阻力作用，为何有的时侯推力小于阻力，有的时侯阻力又会小于推力？6世纪希腊有一位学者对亚里士多德的运动学说持批判心态，他叫菲洛彭诺斯(J.)。他觉得抛体本身具有某种动力，带动物体前进，直至用尽才渐趋停止，此类见解后来发展为“冲力理论”。
代表人物是德国牛津学院的威廉（Ock-ham,1300—1350），他觉得，运动并不须要外来推力，一旦运动上去就要永远运动下去。他写道：“运动并不能完全与永恒的物体区分开，由于当可以用较少的实体时，就无需用更多的实体……。没有这一额外的东西，就可以对各类运动给以澄清。”例如，关于填装体运动，他解释为：“当运动物体离开抛掷者后，是物体靠自己运动，而不是被任何在它上面或与之有关的动力所带动，由于难以分辨运动者和被推进者。”他举n极吸铁为例，说明要使铁运动并不一定直接接触，而且还进一步构想，这些情况在真空中也能实现，可见亚里士多德觉得真空不存在的说法是可疑的。当然，威廉的说法并不等于惯性原理，并且却是迈向惯性原理的重要步骤。由于，假如运动不须要缘由，一旦发生就要永远持续，亚里士多德的推进说就要从根本上遭到动摇。伦敦学院院长布里丹（F.,1300—1358）也是批判亚里士多德运动学说的先行者。他反对空气是填装体运动的推进者，亚里士多德对填装体的解释是：在填装体的前面产生了虚空区域，因为自然界轻视虚空，于是就有空气立刻弥补了这一虚空区域，因此产生了推力。
布里丹反问道：“空气又是受哪些东西的推进呢？其实还有别的物体在起作用，这样一连串的推进症结何在呢？他又列举磨盘和陀螺为例，它们转动时无前后之分。两支链球：一支两头尖，另一支一头尖一头钝，但是抛掷时并不见得后者慢前者快。水手在船上，只倍感迎头吹来的风，而不倍感背后促使的风。那些都说明：“空气持续推进填装体”的说法不符合事实。于是他提出“冲力理论”，觉得：“推动者在推进一物体运动时，便对它施加某种力道或某种动力。”布里丹的工作有两个人继续进行，一位是的阿尔伯特（,1316—1390），另一位是奥里斯姆（,1320—1382），他是布里丹的中学生。她们发展了力道理论，阿尔伯特运用力道来说明落体的加速运动，觉得速率越大，力道也越大，他写道：“根据这个（理论）可以这样说，假如把月球钻通，一重物落入洞里，直趋地心，当落体的重心正处于地心时，物体将继续往前运动（跨过地心），由于力道并未用尽。而当力道用尽后，物体将反弹。于是将围绕地心振荡，直至力道不再存在，才重又静止出来。”请注意，阿尔伯特这个事例后来伽利略在《两大世界体系》中也有讨论，可见布里丹、阿尔伯特、奥里斯姆等人的初期工作为伽利略和牛顿开辟了公路。
不论是伽利略，还是牛顿，都在自己的专著中留下了力道理论的烙印。笛卡儿的工作1644年，笛卡儿（Rene，1596—1650）在《哲学原理》一书中填补了伽利略的不足。他明晰地强调，除非物体遭到内因的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，而且还特地申明，惯性运动的物体永远不会使自己趋于曲线运动，而只保持在直线上运动，他叙述成两条定理：（一）每一单独的物质微粒将继续保持同一状态，直至与其它微粒相撞被迫改变这一状态为（二）所有的运动，其本身都是沿直线的。他在给友人麦森()的信（1629年）中就已断定：“我假定，运动一旦加于物体，都会永远保持下去，除非遭到某种外来手段的破坏。换言之，某一物体在真空中开始运动，将永远运动并保持同一速率。”笛卡儿比其他人高明的地方就是认识到惯性定理是解决热学问题的关键所在，是他最早把惯性定理作为原理加以确立，并视之为整个自然观的基础，这对后来牛顿的综合工作有深远影响。但是，笛卡儿只逗留在概念的提出，并没有成功地解决热学体系问题，而牛顿对惯性定理的认识也经过了一番坎坷，直至1687年撰写《自然哲学的物理原理》之际，才甩掉旧观念的禁锢，把惯性定律作为第一原理即将提了下来。1687年，牛顿发表了《自然哲学的物理原理》。这部专著总结了热学的研究成果，标志了精典热学体系初步构建。
