A、小球先自由下落，加速度不变．接触弹簧后小球受到重力和向上的弹力，弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力先向下后向上，随着弹力的不断增大，合力先减小后反向增大，则加速度先减小后增大，故A错误．

B、由上分析可知，接触弹簧后小球所受的合力先向下后向上，速度先增大后减小，则动能也先增大后减小，故B错误．

C、整个过程中，小球动能的减少量为零，不等于弹簧弹性势能的增加量，故C错误．

D、对于小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，即小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，则小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故D正确．

故选：D