A、加速度方向与速度变化量的方向相同，速度变化方向为正，加速度方向为正，故A错误．
B、当加速度方向与速度方向相反，加速度增大，速度减小，故B错误．
C、当加速度方向与速度方向相同，速度增大，加速度可能减小．故C错误．
D、加速度方向与速度方向可能相同，可能相反，可能不在同一条直线上，故D正确．
故选：D．