A、作自由落体运动的物体只受到重力的作用，所以机械能守恒，故A错误．

B、小球和弹簧相互作用的过程中，除了重力和弹簧的弹力，没有其他力的作用，所以系统的机械能守恒，故B错误．

C、由于斜面是光滑的，没有摩擦力的作用，同时支持力也对物体不做功，只有重力做功，所以机械能守恒，所以C错误．

D、起重机将重物匀速吊起的过程中，起重机要对物体做功，物体的机械能将要增加，机械能不守恒，所以D正确．

故选D．