古代的學者們認爲，物體下落的快慢是由它們的重量大小決定的，物體越重，下落得越快。生活在公元前4世紀的希臘哲學家亞里士多德最早闡述了這種看法。亞里士多得的論斷影響深遠，在其後兩千多年的時間裏，人們一直信奉他的學說。
但是這種從表面上的觀察得出的結論實際上是錯誤的。偉大的物理學家伽利略用簡單明瞭的科學推理，巧妙地揭示了亞里士多德的理論內部包含的矛盾。他在1638年寫的《兩種新科學的對話》一書中指出：根據亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大。假定大石頭的下落速度爲8，小石頭的下落速度爲4，當我們把兩塊石頭拴在一起時，下落快的會被下落慢的拖着而減慢，下落慢的會被下落快的拖着而加快，結果整個系統的下落速度應該小於8。
但是兩塊石頭拴在一起，加起來比大石頭還要重，因此重物體比輕物體的下落速度要小。這樣，就從重物體比輕物體下落得快的假設，推出了重物體比輕物體下落得慢的結論。亞里士多德的理論陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推斷重物體不會比輕物體下落得快。 伽利略曾在著名的比薩斜塔做了著名的自由落體試驗，讓兩個體積相同，質量不同的球從塔頂同時下落，結果兩球同時落地，以實踐駁倒了亞里士多德的結論。
提出假說，伽利略認爲，自由落體是一種最簡單的變速運動。他設想，最簡單的變速運動的速度應該是均勻變化的。但是，速度的變化怎樣纔算均勻呢?他考慮了兩種可能：一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即經過相等的時間，速度的變化相等;另一種是速度的變化對位移來說是均勻的，即經過相等的位移，速度的變化相等。伽利略假設第一種方式最簡單，並把這種運動叫做勻變速運動。
