伽利略在另一處倒是明確地提到他曾經(jīng)在高塔上做落體實驗.伽利略在比薩大學當數(shù)學教師期間,寫了一部沒有出版的手稿 《論運動》（寫于約1590年）,其中5處提到在“高塔”或“塔”上做的落體實驗.這5處,只有1處是為了反駁亞里斯多德理論,是以反詰語氣提出的（“如果兩塊石頭從一座高塔同時扔出,一塊的大小是另一塊的兩倍,那么誰會相信,在大石頭已落地時,小石頭只下落了一半路程?”）,顯然只是假設(shè),而不是對真實實驗的描述.剩下的4處是在描述實驗,其中1處更是明確地說他本人經(jīng)常在高塔上做試驗,但是不是為了否定亞里斯多德理論,而是為了驗證他提出的一個新的落體定律：落體的速度和物體的密度成正比.原來,此時伽利略并不完全否定亞里斯多德理論.他認為,在真空中,如果是相同材料做的物體,那么它們的下落速度和重量無關(guān)；但是如果是不同材料做的物體,那么下落速度和它們的比重成正比.假如扔下一個金球和一個銀球,由于金的比重大約是銀的兩倍,伽利略認為金球應(yīng)領(lǐng)先銀球一半的距離先落地.伽利略說他經(jīng)常做的實驗是同時拋木球和鉛球的實驗.他報告一個奇怪的現(xiàn)象：一開始木球的下降速度比鉛球還快,之后鉛球逐漸趕上木球,領(lǐng)先木球落地.根據(jù)現(xiàn)在的物理學知識,如果考慮到空氣阻力,鉛球領(lǐng)先落地是預料中的,但是木球一開始領(lǐng)先鉛球,則似乎是荒唐的.因此有人懷疑伽利略是不是真的做了實驗.上個世紀80年代初,兩名美國科學家米克里奇和塞特爾重復了伽利略的實驗.他們讓51名學生做實驗,一手握鐵球,一手握木球（二者重量比約為10倍）,兩手朝下,同時送手讓球下落,并對整個過程進行攝影.對攝影結(jié)果進行比較,發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)（占88％）實驗中,一開始木球的確明顯領(lǐng)先鐵球.原因不是由于物理定律不成立,而是由于人們在扔球時,會下意識地先松開負重較輕的那一手 （可能是因為人們要用更大的勁握住重球,因此松開要稍慢一些）.伽利略報道的這個奇怪結(jié)果,恰恰證明了伽利略的確在高塔上做過落體實驗.既然他用不同材料的物體做過落體實驗,那么也應(yīng)該用相同材料的物體做過.維維亞尼很可能是根據(jù)《論運動》中的這些敘述,夸大成當著眾人的面在比薩斜塔做演示.在維維亞尼的故事中,伽利略是為了證明用相同材料做成、重量不同的物體的下落速度相同,這與伽利略當時的觀點相符.伽利略通過實驗發(fā)現(xiàn),如他預料的,比重大的物體的下落速度略快于比重小的,但是并非如他的假說所預言的下落速度與比重成正比.伽利略想出了別的假說,試圖解釋為什么實驗結(jié)果與理論的預測不符,以及為什么比重小的物體的下落速度一開始會比比重大的快.他最終放棄了原先的假說,得出了正確的結(jié)論：在真空中（或在介質(zhì)阻力可忽略時）,任何物體,不管其重量、形狀和比重,下落速度都是一樣的.伽利略對自由落體的研究的各個方面,分開了看都并非他的首創(chuàng).古羅馬哲學家盧克萊修（公元前99~公元前55）在承認在介質(zhì)中落體速度與重量成正比的同時,也正確地指出在真空中所有落體的速度都將一樣快.早期基督教神學家斐羅龐努士（490~570）在給亞里斯多德的著作做注解時,指出試驗?zāi)茏C明亞里斯多德的落體法則是錯誤的,如果從同一高度扔下重量差別很大的兩個物體,它們落地的時間差異將會極其小.這是首次有關(guān)落體實驗的記載,斐羅龐努士很可能只是在敘述前人的實驗.在伽利略時代,也有多人在他之前做了否定亞里斯多德理論的落體實驗.1544年,意大利歷史學家法奇在一篇有關(guān)煉金術(shù)的文章中順筆提及試驗否定了亞里斯多德的落體法則.1576年,先于伽利略擔任帕多瓦大學數(shù)學教授的莫勒提報告說,如果從塔頂扔下相同材料但不同重量的物體,或者相同體積但不同材料（鉛球和木球）的物體,它們將同時落地.莫勒提聲稱他做了多次試驗都得到了這個結(jié)果.1586年,比利時數(shù)學家斯蒂文詳細報告說他以前做過實驗,從30英尺高處讓重量相差10倍的兩個鉛球落到木板上,將只聽到一聲落地的聲音.