单摆实验是物理学中最为直观的一种实验之一。单摆是一个非常具有简单性的物理系统，它由重物球(例如小球、铁锤、砖头等）挂在线或细棒头顶，可以在平面内做简谐振动。通过单摆实验，我们可以探究摆的周期与摆长、摆角振幅、摆球重量等因素之间的关系。进行单摆实验，只需要一些简单的实验器材：停表（计时器）、细线、铁环、带钩的质量、摆球。
实验需要钩上质量小于摆的钩的铁环和重力重心相同大小更小的小珠。首先，我们需要把找到合适的树枝或者细棒，用线把铁环系到细棒的端部。然后，用另一根细、匀的线穿过铁环，把摆球悬挂起来。将摆球抬到一定角度，放开不管，摆球将作出摆动，这时，我们利用计时器，记录十个周期的时间，即可求出平均的摆动周期。
单摆实验中，我们可以发现，摆的周期与振幅无关，而跟摆球重量和摆长有关。这个规律是伽利略在研究单摆实验的时候发现的。人们在很长时间里都认为这个规律是错误的，实验过程中观察数据的变化只会强化这个错误。伽利略靠着自己的耐心和一往无前的坚持，证明了这个规律的正确性，开启了近代物理学的先河。
通过单摆实验，我们可以直接观察到自然科学中所研究的统一性，把抽象的物理问题变成直观而有趣的实验，不仅激发了人们对物理学科的兴趣，同时也打破了千年误解，让物理学更加准确、深入。