关于两球是否同时落地的问题和等效原理的问题 ， 必须从物质的微观结构性质和相互作用上去分析 ， 如可以做电子与质子自由下落的实验 ， 将不会出现同时下落的情况 ， 理论上可以知道电子受到地球的引力与质子受到地球的引力相等 ， 但是电子比质子的质量小 ， 所以可以预测出电子将会比质子获得更大的加速度 ， 先到达地面 。
重做自由落体实验的关键条件：结构疏密程度存在差异 ， 真空 ， 下落的距离足够长 ， 严格控制条件以确保实验的精度 。
6伽利略发现自由落体的过程伽利略首先运用理想实验的方式进行逻辑推理 ， 从推理中发现物体下落的快慢和它的重量无关 。伽利略设想 ， 如果亚里士多德的观点是正确的 ， 那么 ， 让轻重不同的两个物体下落时 ， 重的物体下落快 ， 轻的物体下落慢 。可是 ， 把它们绑在一起让其下落会出现什么情形呢？按照亚里士多德的观点 ， 绑在一起后的物体会比原来重的物体更重 ， 所以它们就比重的物体下落得快 。可是 ， 从另一方面分析 ， 绑在一起后 ， 由于重的物体要带动轻的物体运动 ， 它们应该比重的物体下降得慢一些 。这显然是两个互相矛盾的结论 。无论如何 ， 绑在一起的两个物体只能以一个速度下落 ， 而推理的过程又是完全正确的 ， 因此推理的前提必然是错误的 。伽利略由这个推理得出结论：物体下落的快慢与重量无关 ， 所有物体下落快慢都是相同的 。
伽利略的论断后来得到了实验证实 。当抽气机发明之后 ， 人们就用一根长玻璃管 ， 给管中装入羽毛和铅块 ， 将玻璃管密封 ， 抽出其中的空气 ， 使内部形成真空 。此时如果让羽毛和铅块在管中下落 ， 就会看到它们下落的快慢是相同的 。
伽利略并不满足于得到的定性结论 ， 他又继续研究物体下落运动的定量规律 ， 探索下落距离和所用时间的关系 。前已说过 ， 伽利略那个时代还没有计时的钟 ， 那么伽利略是怎样测量时间的呢？
为了测量时间 ， 伽利略在一个大的盛水桶底部钻一个小孔 ， 并安上龙头 ， 在龙头下面放上接水容器 。打开龙头水就会流入接水容器 ， 称量容器中所接水的质量就可以确定经历的时间 。
物体下落时运动很快 ， 经历时间也极短 。用伽利略的计时装置对落体运动进行精确研究是办不到的 。怎么办呢？伽利略又想出了一个“冲淡重力”的 ***。他仔细观察小球在斜面上的运动时发现 ， 斜面越陡 ， 小球运动得越快 。伽利略想 ， 如果斜面是垂直的 ， 那么它的运动就是小球的下落运动 。因此 ， 小球下落运动可以看作是小球斜面运动的一种特殊情况 。因此用斜面做实验就可以研究物体下落的规律 。做斜面实验时 ， 斜面的倾斜度可以任意调节 ， 调节到较小的倾斜度时 ， 小球在斜面上运动就比较缓慢 ， 此时用他的计时装置就可以进行较为精确的研究 。伽利略反复进行斜面实验 ， 测量出小球在斜面上运动的距离和所用时间 ， 通过推导距离、时间、速率和加速度之间的关系 ， 伽利略得到小球沿斜面滚下或自由下落的运动都是匀加速运动的结论 ， 又进一步发现了物体下落运动的规律——自由落体定律 。即物体从静止状态开始下落运动 ， 物体运动的距离同下落的时间的平方成正比 。
自由落体定律的发现是伽利略把科学实验和理性思维相结合解决物理学问题的典范 。它不仅发现了物体下落运动的客观规律 ， 而且为人类认识自然找到了一条正确的途径和 *** ， 因此 ， 现在人们称伽利略为物理学之父 。正是由于伽利略创立的科学 *** ， 物理学研究才走上正确道路
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