如图甲所示,水平轨道
AB与竖直面内半径为
R=0.1m的光滑螺旋状圆轨道
O、倾角为
θ=37°斜面
BD轨道紧密平滑连接。一质量为
M=0.1kg,两端都可作为车头、极小的玩具小车内装有加速度显示器,如图乙是其放大图,两弹簧两端分别与振子和小车相连,静止时弹簧处于原长位置,指针位于“0”刻度处。现使小车在外力作用下沿水平轨道
AB以加速度
a=2m/s
2从静止开始加速至
B点,之后撤去外力小车沿圆轨道继续运动,并冲上斜面
BD。已知小车在冲上斜面
BD时指针离开“0”刻度2mm,其中两弹簧劲度系数为
k=10N/m,振子质量为
m=0.01kg,与车厢无摩擦。求:

(1)小车冲上斜面
BD时,显示器指针位于“0”刻度左方还是右方?小车与斜面的动摩擦因素
μ为多少?
(2)要使小车能够返回
AB面上,则其在
BD面上运动的最短时间
tmin;
(3)要使小车不脱离轨道,则小车开始运动时,外力在
AB面上作用的距离
x满足的条件。