Sachverhalt:
A.
A.a. Die Anklage wirft A._ vor, C._ während des ehelichen Zusammenlebens mehrfach mit der offenen Hand eine Ohrfeige verpasst oder sie an den Hinterkopf geschlagen zu haben, wobei einmal ihre Brille und einmal ihre Daunenjacke beschädigt worden seien. Teils sei er im verbalen Streit derart aggressiv geworden, dass C._ sich bedroht gefühlt habe und deshalb einmal nicht mehr in die Wohnung habe zurückkehren wollen. Im Dezember 2013 habe er sie gegen das Sofa gedrückt und gegen ihr Schienbein getreten, wodurch sie einen grossflächigen inneren Bluterguss vom Knöchel bis zum Knie erlitten habe. Im Juli 2014 schliesslich soll A._ seine Ehefrau am Arbeitsplatz angerufen und ihr über ihre Stellvertreterin ausgerichtet haben, sie solle eine Bewilligung unterschreiben, damit er eine Waffe kaufen könne. Als die Familie in finanzielle Schwierigkeiten geraten sei, habe A._ nach Feierabend regelmässig angefangen zu trinken und sein aggressives Verhalten habe sich verstärkt.
A.b. Des Weiteren wird A._ zur Last gelegt, sich in der Familienwohnung ungefähr ab Sommer 2012 regelmässig, mit der Zeit beinahe jeden Abend, in das Zimmer seiner Stieftochter, B._ (geboren am xx.xx.1998) begeben und sie auf ihre Brüste und Brustwarzen geküsst zu haben. Am Wochenende vom 12. und 13. Juli 2013 soll er gemäss Anklage zusammen mit ihr zum Angeln ins Elsass gefahren sein, wo sie beide in einem Zelt übernachtet hätten. Bei dieser Gelegenheit soll er in der Absicht, seine Stieftochter zu entjungfern, ihre Knie in Richtung ihres Oberkörpers gedrückt, Gleitgel auf seinen Penis aufgetragen und versucht haben, in ihre Vagina einzudringen, was ihm aber nicht gelungen sei. In der Folge soll er von seiner Stieftochter verlangt haben, seine Freundin zu werden, ansonsten nehme er ihr das Mobiltelefon weg. Zwischen Juli 2013 und Ostern 2014 sei es zwischen A._ und B._ in Abwesenheit ihrer Mutter, C._, in der Familienwohnung wiederholt - durchschnittlich ca. ein bis zwei Mal pro Woche, dies mit Unterbrüchen - zu unfreiwilligem Geschlechtsverkehr gekommen. Manchmal habe B._ sich "verkrampft" und sei mit dem Becken nach hinten zurückgewichen, wodurch es A._ nicht gelungen sei, seinen Penis in ihre Vagina einzuführen. Teilweise sei er damit aber erfolgreich gewesen. Weiter soll es zu Zungenküssen gekommen sein und einmal habe B._ auf Geheiss ihres Stiefvaters dessen Penis gerieben. Ausserdem soll er ihr im Alltag regelmässig über und unter den Kleidern an die Brüste gefasst haben.
B.
Mit Urteil vom 5. September 2018 erklärte das Kriminalgericht des Kantons Luzern A._ der teilweise versuchten Vergewaltigung, der sexuellen Nötigung und der sexuellen Handlung mit einem Kind, alles mehrfach und zum Nachteil von B._ begangen, sowie der mehrfachen Drohung zum Nachteil von C._ schuldig. In einzelnen Anklagepunkten sprach es ihn vom Vorwurf der Drohung und der Vergewaltigung (letztere angeblich in einem anderen Anklagepunkt zum Nachteil von D._ begangen) frei. Das gegen ihn geführte Verfahren wegen mehrfacher Tätlichkeit und mehrfacher Drohung stellte es, soweit die Vorwürfe auf die Zeit vor dem 5. September 2011 bezogen waren, zufolge Verjährung ein. Es verurteilte A._ zu einer Freiheitsstrafe von vier Jahren und sechs Monaten, dies unter Anrechnung von 29 Tagen Untersuchungshaft.
C.
Auf Berufung von A._ bestätigte das Kantonsgericht Luzern mit Urteil vom 3. Dezember 2019 die erstinstanzlichen Schuldsprüche und sprach hierfür eine Freiheitsstrafe von vier Jahren und fünf Monaten, unter Anrechnung von 29 Tagen Untersuchungshaft, sowie eine bedingte Geldstrafe von 30 Tagessätzen zu je Fr. 50.-- (Probezeit zwei Jahre) aus. Weiter verpflichtete es A._, wie bereits die Vorinstanz, zur Bezahlung einer Genugtuung von Fr. 15'000.-- zzgl. Zins an B._.
D.
Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt A._ vor Bundesgericht die Aufhebung des Urteils des Kantonsgerichts vom 3. Dezember 2019 sowie einen Freispruch von allen Vorwürfen. Für den Freiheitsentzug von 29 Tagen seien ihm ausserdem eine angemessene Entschädigung und Genugtuung zuzusprechen. A._ ersucht für das bundesgerichtliche Verfahren um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
Die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Luzern beantragt die kostenfällige Abweisung der Beschwerde. B._ und die Vorinstanz, die ebenfalls zur Vernehmlassung eingeladen wurden, liessen sich innert Frist nicht vernehmen.
Erwägungen:
1.
Der Beschwerdeführer beantragt einen Freispruch vom Vorwurf der mehrfachen Drohung.
1.1. Die Vorinstanz hält es für erstellt, dass der Beschwerdeführer während des ehelichen Zusammenlebens mit C._ (Beschwerdegegnerin 3) mehrfach, namentlich im Rahmen von Streitigkeiten wegen Erziehungsfragen oder finanziellen Engpässen, mit Schlägen und Ohrfeigen gedroht habe. Aufgrund der gesamten Umstände und ihrer früheren Erfahrungen habe die Beschwerdegegnerin 3 davon ausgehen können, dass der Beschwerdeführer die Drohungen gegebenenfalls auch verwirklichen werde. Die Vorinstanz beruft sich dabei auf "effektiv erlebte Gewalthandlungen", die von der Staatsanwaltschaft als Tätlichkeiten und eventualiter sogar als einfache Körperverletzungen angeklagt worden seien.
1.2. Der Beschwerdeführer bestreitet nicht, die besagten Drohungen ausgesprochen zu haben. Stattdessen wendet er sich gegen die Feststellungen der Vorinstanz betreffend frühere Gewalterfahrungen und damit ihre Schlussfolgerung, die Beschwerdegegnerin 3 habe die wiederholte Androhung von Schlägen ernst genommen. Er macht geltend, die Vorinstanz stelle einseitig und willkürlich auf die Aussagen der Beschwerdegegnerin 3 ab, obwohl sich diese widersprüchlich verhalte und bezüglich der angeblichen Handgreiflichkeiten durch fehlendes Erinnerungsvermögen aufgefallen sei. Entgegen der Annahme der Vorinstanz habe er selber zudem nie bestätigt, seine Ehefrau geschlagen zu haben und auch die Beschwerdegegnerin 2, B._, habe laut ihren letzten Aussagen lediglich einmal mitbekommen, wie er ihrer Mutter eine Ohrfeige verpasst habe.
1.3. Nach Art. 180 Abs. 1 StGB wird bestraft, wer jemanden durch schwere Drohung in Schrecken oder Angst versetzt. Tatbestandsmässig ist ein Verhalten, das geeignet ist, die geschädigte Person durch das In-Aussicht-Stellen eines künftigen Übels in Schrecken oder Angst zu versetzen und das diesen Taterfolg auch tatsächlich bewirkt. Andernfalls kommt nur eine Verurteilung wegen versuchter Drohung in Betracht (vgl. Urteile 6B_1017/2019 vom 20. November 2019 E. 5.2; 6B_196/2018 vom 19. September 2018 E. 1.1.2; je mit Hinweis).
1.4. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Die Sachverhaltsfeststellung und Beweiswürdigung der Vorinstanz kann vor Bundesgericht nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig und damit willkürlich ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG; BGE 147 IV 73 E. 4.1.2; 146 IV 88 E. 1.3.1; 143 IV 500 E. 1.1; je mit Hinweisen). Willkür im Sinne von Art. 9 BV liegt vor, wenn die vorinstanzliche Beweiswürdigung schlechterdings unhaltbar ist, d.h. wenn die Behörde in ihrem Entscheid von Tatsachen ausgeht, die mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch stehen oder auf einem offenkundigen Fehler beruhen. Dass eine andere Lösung ebenfalls möglich erscheint, genügt für die Annahme von Willkür nicht (BGE 146 IV 88 E. 1.3.1; 145 IV 154 E. 1.1; 143 IV 241 E. 2.3.1; je mit Hinweisen). Die Willkürrüge muss in der Beschwerde an das Bundesgericht explizit vorgebracht und substanziiert begründet werden. Auf ungenügend begründete Rügen oder bloss allgemein gehaltene appellatorische Kritik am angefochtenen Urteil tritt das Bundesgericht nicht ein (vgl. Art. 42 Abs. 2 i.V.m. Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 147 IV 73 E. 4.1.2; 146 IV 88 E. 1.3.1; 143 IV 500 E. 1.1; je mit Hinweisen).
1.5. Die Vorinstanz übernimmt zum Vorwurf der mehrfachen Drohung die von der ersten Instanz vorgenommene Beweiswürdigung. Augenfällige Mängel sind dabei nicht erkennbar. Der Beschwerdeführer beschränkt sich darauf, in selektiver Weise zwei Aussagen zu zitieren, die gewisse Unregelmässigkeiten in der Darstellung der Beschwerdegegnerin 3 belegen sollen. Damit vermag er keine Willkür darzutun. Dass die Aussagen der Beschwerdegegnerin 3 hinsichtlich der Frage, inwieweit sie sich für die Vorfälle geschämt hat, nicht restlos klar waren, lässt die Sachverhaltsfeststellungen der Vorinstanzen jedenfalls nicht schlechterdings als unhaltbar erscheinen. Gleiches gilt, soweit sich die Beschwerdegegnerin 3 auf Aufforderung, die Handgreiflichkeiten zu beschreiben, in der Einvernahme vom 17. September 2019 und damit mehrere Jahre nach den fraglichen Vorfällen, nicht mehr erinnern konnte. Der Beschwerdeführer reisst diese Aussagen aus dem Gesamtkontext und geht nicht weiter darauf ein, dass die Darstellungen der Beschwerdegegnerin 3 von der Vorinstanz insgesamt als detailliert, lebensnah, differenziert und im Ergebnis glaubhafter als seine eingestuft werden. Ebenso wenig ist es verfehlt, wenn die Vorinstanz schliesst, die Angaben der Beschwerdegegnerin 3 stünden in Einklang mit denjenigen ihrer Tochter, die sein aufbrausendes Verhalten bestätigt habe. Dies gilt unabhängig davon, ob die Letztgenannte nun einen oder mehrere tätliche Übergriffe auf ihre Mutter beobachtet hat. Alles in allem durfte die Vorinstanz auf frühere, vom Beschwerdeführer zu verantwortende Gewalterfahrungen der Beschwerdegegnerin 3 abstellen und gestützt darauf annehmen, dass sie die Drohung erneuter Schläge deshalb ernst nahm und dadurch in Angst und Schrecken versetzt wurde.
2.
Der Beschwerdeführer rügt die Beweiswürdigung betreffend die angeklagten Sexualdelikte als einseitig und willkürlich.
2.1. Die fehlende Objektivität ergibt sich nach Auffassung des Beschwerdeführers bereits aus dem Umstand, dass die Vorinstanz keine weiteren Bemühungen zum Erhalt ärztlicher Unterlagen unternommen habe, nachdem diese laut Auskunft der Hausärztin der Beschwerdegegnerin 2 verloren gegangen seien. Ausserdem könne die Beschwerdegegnerin 2 nicht ohne Weiteres als sexuell unerfahrenes Mädchen bezeichnet werden. Diese vorinstanzliche Feststellung stütze sich einzig auf deren eigene Aussagen, ohne dass diese durch weitere Befragungen oder objektive Beweismittel bestätigt würden. Sie habe zudem selber ausgesagt, das Thema Aufklärung sei bei ihnen zu Hause allgegenwärtig gewesen, weshalb die von ihr erzählte Geschichte genauso gut auf ihrem theoretischen Wissen beruhen könnte. Weiter liessen ihre Angaben zu den Begleitumständen - halb offene Jalousien, abgeschlossene Haustüre, nicht abgeschlossene Zimmertüre und Anruf der Mutter vor deren Heimkehr - in keinster Weise auf einen Sexualkontakt schliessen. Es sei ebenso möglich, dass die Beschwerdegegnerin 2 einfach die häuslichen Gewohnheiten ihrer Familie beschrieben habe. Als widersprüchlich erachtet der Beschwerdeführer sodann die Aussagen der Beschwerdegegnerin 2 hinsichtlich ihres Verhältnisses zu ihm, der angeblich praktizierten Stellungen und der Häufigkeit des Geschlechtsverkehrs. Bezüglich der angeblichen Küsse auf die Brust und die Brustwarzen werde sodann lediglich auf die Angaben der Beschwerdegegnerin 2 abgestellt. Mit seinen Aussagen setze sich die Vorinstanz dagegen nicht auseinander, obwohl sie diejenigen der Beschwerdegegnerin 2 selber als unstimmig erachte. Schliesslich lasse sich auch aus den Schilderungen der Beschwerdegegnerin 3 bezüglich der von ihr bemerkten Veränderungen ihrer Tochter nicht auf einen Missbrauch schliessen. Ein sog. "Missbrauchssyndrom" existiere bis heute nicht und scheinbar auf einen Missbrauch hinweisende Symptome könnten auch andere Ursachen haben. Sollte er gegenüber seiner Stieftochter zudem ein derart sexualisiertes Verhalten an den Tag gelegt haben, wie von der Beschwerdegegnerin 3 beschrieben, so sei nicht nachvollziehbar, weshalb diese dagegen nichts unternommen habe.
2.2.
2.2.1. Der vom Beschwerdeführer erhobene Vorwurf der Willkür zielt ins Leere. Gestützt auf die einschlägigen theoretischen Grundlagen nimmt die Vorinstanz eine ausführliche und fundierte Würdigung der Angaben der Beschwerdegegnerin 2 vor und sie begründet überzeugend, weshalb sie diese als glaubhaft einstuft. Sie führt aus, die Möglichkeit einer Auto- oder Fremdsuggestion könne namentlich aufgrund der Entstehungsgeschichte der Aussagen (nachdem der Beschwerdeführer auch auf ihren zweiten Freund enorm eifersüchtig reagierte, vertraute sich die Beschwerdegegnerin 2 zuerst einer Lehrerin und einem Sozialarbeiter der Schule und anschliessend ihrer Mutter an) und deren hohen Detaillierungsgrad ausgeschlossen werden. Die Beschwerdegegnerin 2 habe die einzelnen Geschlechtsakte sehr differenziert und die eingenommenen Positionen teilweise bildlich beschreiben können. Auch die Darstellung ihres eigenen Verhaltens (z.B. Musikhören über Kopfhörer, um das Stöhnen des Beschwerdeführers nicht zu hören sowie Hochziehen ihres T-Shirts, damit es beim Ejakulieren auf ihren Bauch nicht verschmutzt wird) wirkten authentisch. Weiter habe sie die Ereignisse zeitlich und örtlich gut einordnen können. Die Schilderungen zum Kerngeschehen seien widerspruchsfrei und im Laufe des Verfahrens weitgehend konstant geblieben. Dabei habe die Beschwerdegegnerin 2 auch die körperlichen Auswirkungen des Sexualkontakts, insbesondere Schmerzempfindungen, sowie Interaktionen beschrieben. So habe sie erzählt, dass sie vom Beschwerdeführer jeweils ein Feedback bekommen habe. Wenn er zufrieden gewesen sei, habe er sie gelobt und ihr sogar einmal einen Laptop geschenkt; wenn sie es nicht gut gemacht habe, sei er wütend geworden und habe sie angeschrien. Ihre Erzählungen zeigten sodann Komplikationen im Handlungsablauf, etwa, dass der Geschlechtsverkehr mit Kondom oder wenn sie sich verkrampft habe, nicht gut funktioniert habe. In diesem Zusammenhang zeigten sich auch eigene Interpretationen des Sachverhalts sowie eine Infragestellung des eigenen Verhaltens. Für den Wahrheitsgehalt der Angaben spreche sodann das Eingestehen von Erinnerungslücken. Ein gewichtiges Indiz dafür, dass die Aussagen der Beschwerdegegnerin 2 erlebnisbasiert seien, stelle schliesslich die Nachricht des Beschwerdeführers vom 13. Mai 2014 dar, in der er schreibe: "Zurst oralverkehr dann entjungferung (...) ". Auch die restlichen Chat-Verläufe würden mit aller Deutlichkeit auf ein stark sexualisiertes Verhältnis des Beschwerdeführers zu seiner Stieftochter hindeuten. Gleiches gelte für seine Geschenke, namentlich Armbänder mit der Aufschrift "B._" auf der Vorder- und "4ever E._" auf der Rückseite, welche seine amourösen Avancen bezeugen und somit die Darstellung der Beschwerdegegnerin 2 stützen würden.
2.2.2. Fehl geht zunächst der Einwand des Beschwerdeführers hinsichtlich der von der Vorinstanz festgestellten sexuellen Unerfahrenheit der Beschwerdegegnerin 2. Allfälliges theoretisches Wissen in diesem Bereich, wie er es ihr anrechnen lassen will, ist mit entsprechender praktischer Erfahrung nicht vergleichbar. Wenn die Beschwerdegegnerin 2 folglich gewisse Vorstellungen davon hatte, was sie als "normal" erachtet, bedeutet dies nicht, dass sie selber bereits sexuelle Erfahrungen gesammelt hatte. Davon abgesehen beschreibt die Vorinstanz anschaulich eine gewisse von der Beschwerdegegnerin 2 an den Tag gelegte Naivität, so etwa in Bezug auf den Erdbeergeschmack des vom Beschwerdeführer verwendeten Gleitgels. Es ist nachvollziehbar, wenn sie daraus, in Kombination mit dem hohen Detaillierungsgrad ihrer Schilderungen, schliesst, die Beschwerdegegnerin 2 wäre nicht in der Lage gewesen, ihre Geschichte zu erfinden, sondern berichte von tatsächlich Erlebtem.
Ein weiteres Realkennzeichen sieht die Vorinstanz darin, dass die Beschwerdegegnerin 2 auch äussere Begleitumstände detailliert habe wiedergeben können. Der Beschwerdeführer bringt vor, es sei "genauso gut möglich", dass sie dabei alltägliche Begebenheiten im elterlichen Haushalt beschreibe. Dass eine andere Sachverhaltsvariante ebenfalls denkbar ist, reicht zum Nachweis von Willkür jedoch nicht aus. Damit äussert der Beschwerdeführer in diesem Punkt lediglich appellatorische Kritik, mit der er vor Bundesgericht nicht zu hören ist.
Weiter schliesst die Vorinstanz daraus, wie die Beschwerdegegnerin 2 den Beschwerdeführer und ihre Beziehung beschrieb, auf den Wahrheitsgehalt von deren Aussagen. Sie habe trotz seines autoritären und von ihr als ungerecht empfundenen Erziehungsstils kein rein negatives Bild von ihm gezeichnet und insbesondere ausgeführt, dass sein übermässig kontrollierendes Verhalten und ihre Streitigkeiten erst nach Ostern 2014 zum Problem geworden seien. Abgesehen vom sexualisierten Gebaren ihr gegenüber habe sie ihr Verhältnis eigentlich als gut bezeichnet. Zwar gab die Beschwerdegegnerin 2, wie vom Beschwerdeführer eingewendet, an anderer Stelle an, Angst vor seinen Wutausbrüchen gehabt zu haben (angefochtenes Urteil S. 35). Es gilt jedoch zu bedenken, dass ihre Wahrnehmung des Beschwerdeführers keine Konstante ist und sich je nach Situation und im Laufe der Zeit - namentlich vor dem Hintergrund der von ihr behaupteten Delikte - ändern konnte. Es erstaunt deshalb nicht weiter, dass ihre diesbezüglichen Äusserungen nicht immer gleich ausfielen. Folglich ist es nicht falsch, wenn die Vorinstanz die Angaben der Beschwerdegegnerin 2 zur Person des Beschwerdeführers nicht als widersprüchlich, sondern als differenziert und darum glaubhaft einstuft und das Vorliegen von persönlichen Gründen für eine Falschbelastung verneint.
Die vom Beschwerdeführer ausgemachten Widersprüche in den Angaben der Beschwerdegegnerin 2 zur Häufigkeit der Sexualakte und den eingenommenen Stellungen vermag die Vorinstanz ebenfalls in überzeugender Weise auszuräumen bzw. zu relativieren. Mit der Vorinstanz lässt sich etwa der Umstand, dass die Beschwerdegegnerin 2 bei ihrer Befragung vom 17. September 2019, anders als noch am 11. Juni 2014, nicht mehr bestätigte, in verschiedenen Stellungen Geschlechtsverkehr gehabt zu haben, mit dem relativ langen Zeitablauf und damit einhergehendem schwindendem Erinnerungsvermögen erklären. Sodann legt die Vorinstanz dar, dass die Beschwerdegegnerin 2 zur genauen Anzahl der Übergriffe zwar nicht konstant ausgesagt habe. Indes sei nachvollziehbar, wenn sich das Opfer bei wiederkehrenden, regelmässig gleichartig ablaufenden Ereignissen nicht mehr exakt an die Anzahl erinnern könne. Wenn der Beschwerdeführer dem ohne weitere Begründung entgegnet, die widersprüchlichen Angaben der Beschwerdegegnerin 2 zur Häufigkeit des angeblichen Geschlechtsverkehrs liessen erheblich an ihrer Glaubhaftigkeit zweifeln, reicht dies zum Nachweis von Willkür nicht aus.
Nicht ersichtlich ist, was der Beschwerdeführer aus dem Umstand ableiten will, dass die Beschwerdegegnerin 2 von "chli küsse" resp. "Küssli" auf ihre Brust berichtete und auf Nachfrage hin angab, es seien Küsse auf die Brustwarze gewesen und der Beschwerdeführer habe sogar daran gesogen. Diese Präzisierung tut ihrer Glaubhaftigkeit, wie von der Vorinstanz richtig erkannt, keinen Abbruch. Ausserdem übersieht er, dass die Vorinstanz, wenn auch relativ kurz, im Sinne einer Gesamtschau auf seine Aussagen eingeht und dartut, weshalb sie diese als unglaubhaft erachtet (angefochtenes Urteil S. 29 f.). Nachdem sie die Aussagen der Beschwerdegegnerin 2 einer umfassenden und detaillierten Würdigung unterzog, brauchte sich die Vorinstanz betreffend der Küsse auf die Brust mit den Angaben des Beschwerdeführers nicht weiter auseinanderzusetzen.
Im Weiteren durfte die Vorinstanz auch die Erklärungen der Beschwerdegegnerin 3, die im Deliktszeitraum offenbar Veränderungen bei ihrer Tochter bemerkte, als Indiz für den Nachweis des angeklagten Sachverhalts werten. Selbst wenn diese Veränderungen theoretisch auch andere Ursachen gehabt haben könnten, ändert dies nichts daran, dass sie grundsätzlich die Darstellungen der Beschwerdegegnerin 2 stützen. Was daran willkürlich sein sollte, erschliesst sich aus den Ausführungen des Beschwerdeführers nicht.
Nebst dem hält die Vorinstanz fest, dass betreffend dem Zustand des Hymens der Beschwerdegegnerin 2 gewisse Fragen offen seien. Gemäss wissenschaftlichen Studien liessen sich daraus aber keine eindeutigen Schlüsse auf allfällig erfolgte Penetrationen ziehen, weshalb sich weitere Abklärungen bei der Ärztin der Beschwerdegegnerin 2 erübrigen würden. Mit diesen Ausführungen setzt sich der Beschwerdeführer nicht auseinander, weshalb auf seinen Vorwurf, die Vorgehensweise der Vorinstanz sei mangels vertiefter medizinischer Abklärungen einseitig, nicht weiter einzugehen ist.
Soweit der Beschwerdeführer ergänzend geltend macht, die Einholung eines Glaubhaftigkeitsgutachtens sei "dringlichst angezeigt" gewesen, ist er darauf hinzuweisen, dass die Prüfung der Glaubhaftigkeit von Beweisaussagen primär Sache der Gerichte ist (BGE 129 I 49 E. 4). Ein Glaubhaftigkeits- bzw. Glaubwürdigkeitsgutachten kann dann sachlich geboten erscheinen, wenn Auffälligkeiten in der Person bemerkbar sind (vgl. Urteile 6B_738/2018 vom 27. März 2019 E. 1.3.1; 6B_1006/2017 vom 24. Oktober 2018 E. 2.3.1, je mit Hinweisen). Dass die Beschwerdegegnerin 2 irgendwelche Auffälligkeiten zeigen würde, die eine nähere Begutachtung erfordern würden, macht der Beschwerdeführer nicht geltend. Es ist deshalb nicht ersichtlich, weshalb die Vorinstanz eine solche hätte anordnen sollen.
3.
Der Beschwerdeführer bestreitet, mit seinem Verhalten die Tatbestände der sexuellen Nötigung und der (versuchten) Vergewaltigung erfüllt zu haben.
3.1. Als erstes bringt der Beschwerdeführer vor, die Beschwerdegegnerin 2 habe nie ausgesagt, ihm unmissverständlich klar gemacht zu haben, die sexuellen Handlungen nicht zu wollen. Für ihn sei deshalb in keinster Weise erkennbar gewesen, dass sie damit nicht einverstanden sei. Es fehle demnach an einer unter Art. 189 oder Art. 190 StGB fallenden Tathandlung.
Zusätzlich sei das Tatmittel des "Unter-psychischen-Druck-Setzens" entgegen der Vorinstanz nicht gegeben. Ihm werde vorgeworfen, das Mobiltelefon der Beschwerdegegnerin 2 als Nötigungsmittel eingesetzt zu haben. Sie habe jedoch zu Protokoll gegeben, "es" auch so mit ihm gemacht zu haben, wenn sie kein Handy-Verbot gehabt habe, damit er sich nachher nicht beklage, sie würde ihn nur ausnutzen. Ausserdem habe sie ausgesagt, ihm angeboten zu haben, es nochmals zu versuchen, nachdem er ihr das Mobiltelefon bereits weggenommen habe. In diesen Fällen bestehe kein Zusammenhang zwischen der Androhung der Wegnahme des Telefons und dem Taterfolg. Er habe kurz vor oder während der sexuellen Handlungen keine Zwangssituation geschaffen, welche die Beschwerdegegnerin 2 habe kapitulieren lassen. Betreffend die angebliche versuchte Vergewaltigung im Elsass habe die Beschwerdegegnerin 2 ausgesagt, er habe ihr ein bis zwei Tage vorher ihr Mobiltelefon weggenommen mit der Ankündigung, ihr das Gerät nur zurückzugeben, wenn sie ihm ihre Jungfräulichkeit schenke. Sie habe dieses "Angebot" gemäss eigenen Angaben angenommen und somit gewusst, dass sie dieses "Versprechen" beim gemeinsamen Ausflug würde einlösen müssen. Obwohl es ihr zumutbar gewesen wäre, nicht zum Angelausflug mitzufahren oder vorgängig mit ihrer Mutter über die Situation zu sprechen, habe sie sich dafür entschieden, mitzugehen. Die Schlussfolgerung der Vorinstanz, wonach sie ihm hilflos ausgeliefert gewesen sei und sich kurz vor oder während dem angeblich versuchten Geschlechtsverkehr in einer Zwangssituation befunden habe, sei vor diesem Hintergrund falsch.
3.2.
3.2.1. Eine Vergewaltigung nach Art. 190 Abs. 1 StGB begeht, wer eine Person weiblichen Geschlechts zur Duldung des Beischlafs nötigt, namentlich indem er sie bedroht, Gewalt anwendet, sie unter psychischen Druck setzt oder zum Widerstand unfähig macht. Eine sexuelle Nötigung im Sinne von Art. 189 Abs. 1 StGB ist gegeben, wenn der Täter unter Anwendung derselben Nötigungsmittel eine Person zur Duldung einer beischlafsähnlichen oder einer anderen sexuellen Handlung nötigt. Die beiden Strafnormen schützen vor Angriffen auf die sexuelle Freiheit insoweit, als der Täter den zumutbaren Widerstand des Opfers überwindet oder ausschaltet (BGE 133 IV 49 E. 4; Urteil 6B_935/2020 vom 25. Februar 2021 E. 4.1).
3.2.2. Der Wille, die sexuellen Handlungen nicht zu wollen, muss unzweideutig manifestiert werden. Gemeint ist eine tatkräftige und manifeste Willensbezeugung, mit welcher dem Täter unmissverständlich klargemacht wird, mit sexuellen Handlungen nicht einverstanden zu sein (Urteile 6B_1444/2020 vom 10. März 2021 E. 2.3.2; 6B_479/2020 vom 19. Januar 2021 E. 4.3.3; je mit Hinweisen).
3.2.3. Die sexuellen Nötigungstatbestände verbieten den Angriff auf die sexuelle Freiheit. Sie gelten als Gewaltdelikte und sind damit prinzipiell als Akte physischer Aggression zu verstehen. Jedoch stellt die Tatbestandsvariante des "Unter-psychischen-Druck-Setzens" klar, dass sich die tatbestandsmässige Ausweglosigkeit der Situation auch ergeben kann, ohne dass der Täter eigentliche Gewalt anwendet. Es kann vielmehr genügen, dass dem Opfer ein Widersetzen unter solchen Umständen aus anderen Gründen nicht zuzumuten ist. Diese Umstände müssen eine Qualität erreichen, die sie in ihrer Gesamtheit als instrumentalisierte, sogenannte strukturelle Gewalt erscheinen lassen (BGE 131 IV 107 E. 2.2; Urteil 6B_619/2020 vom 20. November 2020 E. 1.3.2). Der vom Täter geschaffene psychische Druck muss zwar nicht zur Widerstandsunfähigkeit des Opfers führen. Die Einwirkung auf dasselbe muss aber erheblich sein und eine der Gewaltanwendung oder Bedrohung vergleichbare Intensität erreichen. Dies ist der Fall, wenn vom Opfer unter den gegebenen Umständen und in Anbetracht seiner persönlichen Verhältnisse verständlicherweise kein Widerstand erwartet werden kann (BGE 131 IV 167 E. 3.1 mit Hinweisen). Der Begriff der Instrumentalisierung struktureller Gewalt darf zudem nicht als Ausnützung vorbestehender gesellschaftlicher oder privater Machtverhältnisse missverstanden werden. Es muss für die Erfüllung des Tatbestands durch den Täter eine "tatsituative Zwangssituation" nachgewiesen sein. Es genügt allerdings, wenn das Opfer zunächst in dem ihm möglichen Rahmen Widerstand leistet und der Täter in der Folge den Zwang aktualisiert (BGE 133 IV 49 E. 4; 131 IV 107 E. 2.4 mit Hinweisen).
3.2.4. Bei Kindern können insbesondere kognitive Unterlegenheit und emotionale sowie soziale Abhängigkeit einen ausserordentlichen psychischen Druck erzeugen, der es ihnen verunmöglicht, sich gegen sexuelle Übergriffe zu wehren. Dies wird namentlich beim Missbrauch durch Autoritätsträger des gleichen Haushalts in Betracht zu ziehen sein, weil hier Ängste um den Verlust der Zuneigung unmittelbar zur ernsten Bedrohung werden können (BGE 131 IV 107 E. 2.2 mit Hinweis; Urteil 6B_1265/2019 vom 9. April 2020 E. 3.3.2, nicht publ. in: BGE 146 IV 153). Eine "tatsituative Zwangssituation" kann beim betroffenen Kind dadurch entstehen, dass der Täter zum Erreichen seines Ziels auf dessen Willensbildung und Bewusstsein einwirkt, ohne dass diese Einwirkung mit aktiver Zwangsausübung oder dem expliziten Androhen von Nachteilen verbunden sein muss. In einem Fall von Kindsmissbrauch im sozialen Nahraum ist deshalb entscheidend, ob von einem Kind angesichts seines Alters, seiner familiären und sozialen Situation, der Nähe und Funktion des Täters in seinem Leben, seines Vertrauens in diesen sowie der Art und Weise der Vornahme der sexuellen Handlungen durch den Täter (Stellt er diese als Normalität, Selbstverständlichkeit, etwas Schönes oder als ein Spiel dar?), erwartet werden kann, dass es sich diesem eigenständig entgegensetzt (BGE 146 IV 153 E. 3.5.5). Je älter das Kind ist, desto weniger gross ist die Einflussmöglichkeit - auch eines Täters aus dem Nahbereich mit Erziehungsfunktion - auf seine Willensbildung. So erfährt das Kind nach und nach, insbesondere in der Pubertät, auch aus anderen Quellen wie der Schule, welcher Umgang mit dem eigenen Körper in seinem Alter angebracht wäre. Weniger hohe Anforderungen an den zu brechenden Widerstand des Kindes sind zu stellen, je näher der Täter ihm steht und je grösser somit sein Einfluss auf die Willensbildung des Kindes ist. Zu berücksichtigen ist eine allfällig gelebte Normalität zwischen dem Täter und dem Kind, die einen Widerstand des Kindes länger nicht erwarten lässt und bewirkt, dass an die "tatsituative Zwangssituation" keine überhöhten Anforderungen gestellt werden dürfen (BGE 146 IV 153 E. 3.5.7).
3.3. Der Beschwerdeführer macht geltend, er habe nicht erkennen können, dass seine Stieftochter die sexuellen Handlungen mit ihm nicht gewollt habe. Dieser Einwand ist unbehelflich. Zunächst hat die Beschwerdegegnerin 2 dem Beschwerdeführer gemäss den tatsächlichen Feststellungen der Vorinstanz ausdrücklich gesagt, dass sie seinen Penis nicht anfassen wolle und es nicht gerne habe, wenn er sie mit seinen Fingern im Intimbereich berühre (angefochtenes Urteil S. 16). Hinsichtlich dieser Handlungen liegt somit eine klare Willensbekundung seitens des Opfers vor. Davon abgesehen hat der Beschwerdeführer gezielt Druckmittel, namentlich die Wegnahme ihres Mobiltelefons eingesetzt, um die sexuellen Handlungen mit der Beschwerdegegnerin 2 vollziehen zu können. So ist dem angefochtenen Urteil klar zu entnehmen, dass die "Abmachungen" mit dem Beschwerdeführer, in deren Rahmen die Beschwerdegegnerin 2 ihr "Einverständnis" zu den sexuellen Handlungen gab, vor dem Hintergrund der ihr ansonsten drohenden Restriktionen zu sehen sind. Von einer freien Willensentscheidung kann dabei keine Rede sein, was für den Beschwerdeführer erkennbar war (siehe im Einzelnen E. 3.4 unten). Wäre er tatsächlich davon ausgegangen, dass sie mit den sexuellen Handlungen einverstanden ist, ist nicht ersichtlich, weshalb er sich für deren Vornahme zusätzlicher Druckmittel hätte bedienen müssen.
3.4. Es stellt sich die Frage, ob die vom Beschwerdeführer aufgewendeten Nötigungsmittel als "Psychische-unter-Druck-Setzung" im Sinne von Art. 189 und Art. 190 StGB zu qualifizieren sind.
3.4.1. Die Vorinstanz führt aus, der Beschwerdeführer sei innerhalb der Familie sehr autoritär und bisweilen aggressiv aufgetreten und habe ein Klima der Angst aufrechterhalten. Besonders gegenüber der Beschwerdeführerin 2 habe er seine dominierende Position immer wieder ausgenutzt und sie im eigentlichen Sinn terrorisiert. Er habe sich emotional sehr stark auf seine Stieftochter fokussiert, sich eifersüchtig gezeigt, wenn sie Beziehungen mit Gleichaltrigen habe eingehen wollen und ihr regelrecht nachgestellt. Ständig, auch wenn sie in der Schule gewesen sei, habe er ihr SMS geschrieben, dies öfters mit Aussagen wie "Wenn ich deine Lippen küsse, möchte ich nie mehr loslassen". Zudem habe sie ihm jeden Morgen ein "Guten Morgen" oder ein Smiley schicken müssen. Darüber hinaus habe er sie in aussergewöhnlichem Ausmass beschenkt. Hervorzuheben seien Armbänder mit der Aufschrift "B._" auf der Vorder- und "4ever E._" auf der Rückseite, die darauf hindeuteten, dass der Beschwerdeführer im Verhältnis zu seiner Stieftochter eine Liebesbeziehung gesehen habe. Darüber hinaus habe die Beschwerdegegnerin 2 den Beschwerdeführer als jähzornigen Mann beschrieben, der auch handgreiflich geworden sei. Er habe Sachen von ihr kaputt gemacht und ihr einmal eine Ohrfeige gegeben. Sie habe immer Angst gehabt, etwas falsch zu machen und dann einen Wutanfall von ihm erleben zu müssen. Mehrmals habe er im Streit gedroht, sie hinauszuwerfen. Auch wenn sie sich dem Sexualkontakt mit dem Beschwerdeführer bisweilen habe entziehen können, seien mögliche Gewalttätigkeiten oder emotionale Ausbrüche immer im Raum gestanden, weshalb die Beschwerdegegnerin 2 in einer ständigen Bedrohungssituation gelebt habe.
Nebst dieser andauernden Belastungssituation habe der Beschwerdeführerin im Einzelnen ein drohendes bzw. nötigendes Verhalten an den Tag gelegt. Er habe das Bedürfnis der Beschwerdegegnerin 2 nach ihrem Mobiltelefon gezielt ausgenutzt, indem er bei Widerstand entsprechende Verbote ausgesprochen resp. angedroht habe, sollte sie sich seinem Willen nicht fügen. Der Besitz ihres Mobiltelefons sei für die Beschwerdegegnerin 2 zentral gewesen. Ihr Motiv, sich den Wünschen ihres Stiefvaters zu fügen, habe sie immer wieder mit der Tatsache in Zusammenhang gebracht, dass sie nicht auf dieses Gerät habe verzichten und deshalb entsprechende Verbote habe vermeiden wollen. Es stelle keine Besonderheit dar, dass die Kommunikation mittels dieses Instruments für junge Leute von hoher Bedeutung sei. Die gezielte Wegnahme des Mobiltelefons sei deshalb geeignet gewesen, die Beschwerdegegnerin 2 zu den angestrebten Handlungen zu nötigen. In seiner Gesamtheit sei das Auftreten des Beschwerdeführers als instrumentalisierte, strukturelle Gewalt zu bezeichnen, der sich die Beschwerdegegnerin 2 nicht dauerhaft habe entziehen können.
3.4.2. Zu den Mobiltelefonverboten sagte die Beschwerdegegnerin 2 aus, wenn es nicht gut gelaufen sei, habe der Beschwerdeführer sie angeschrien, ihr Vorwürfe gemacht, gedroht, "es" nie mehr mit ihr zu machen und sie habe ihr Mobiltelefon gleich wieder abgeben müssen. Sie habe das Gerät jeweils zurückerhalten, wenn sie ihm versprochen habe, "es" zu machen. Sie habe "es" aber auch so mit ihm gemacht, wenn sie kein Verbot gehabt habe, damit er sich nachher nicht beklage, dass sie ihn nur ausnutze. Wenn sie "es" aber nicht gut gemacht habe, habe sie das Gerät trotzdem wieder abgeben müssen. Dies sei aber jeweils nicht für lange gewesen, weil sie dann gesagt habe, dass sie "es" doch nochmals versuchen sollten und sie sich beim nächsten Mal mehr Mühe geben werde (angefochtenes Urteil S. 20 f.).
3.4.3. Vorab gilt es zu klären, ob die Androhung eines Mobiltelefon-Verbots überhaupt als tatbestandsmässiges Nötigungsmittel angesehen werden kann. Unbestrittenermassen stellt ein Mobiltelefon im Alltag einer 14-Jährigen in der heutigen Zeit ein bedeutsames Instrument dar. Namentlich die Funktion als Kommunikationsmittel und damit die Möglichkeit, sich mit anderen Jugendlichen auszutauschen und Teil einer Gruppe zu sein und zu bleiben, ist von grosser und zunehmender Wichtigkeit. Zwar ist fraglich, ob ein Mobiltelefon-Entzug allein als Nötigungsmittel ausreicht oder ob vom Opfer nicht erwartet werden könnte, sich zu einem Verzicht auf dieses Kommunikationsmittel durchzuringen und sich damit gegen die Verletzung seiner sexuellen Integrität zu entscheiden. Im vorliegenden Fall gilt es jedoch zu berücksichtigen, dass die Beschwerdegegnerin 2 mit dem Beschwerdeführer im gleichen Haushalt lebte und ihm als Stiefvater eine Erziehungsfunktion zukam, die er gemäss vorinstanzlichen Feststellungen äusserst autoritär bis aggressiv ausübte. Diese Funktion gab ihm überhaupt erst die Möglichkeit resp. die Legitimation, unter dem Deckmantel erzieherischer Massnahmen über ihre Handynutzung zu entscheiden. Aufgrund der Machtverhältnisse war sie somit eindeutig in der schwächeren Position. Gemäss unangefochten gebliebenen Feststellungen der Vorinstanz beschränkte sich der Beschwerdeführer zudem nicht darauf, seine Rolle als Erziehungsberechtigter auszuüben, sondern er schuf durch sein tyrannisches Verhalten ein generelles Klima der Angst. Für den Fall, dass sie sich ihm verweigern sollte, musste die Beschwerdegegnerin 2 aufgrund ihrer Erfahrung erstelltermassen immer mit emotionalen Ausbrüchen oder gar Gewalttätigkeiten rechnen. Sie lebte in ständiger Angst, etwas falsch zu machen und einen Wutausbruch des Beschwerdeführers zu provozieren. Bereits diese Situation stellt für eine 14-Jährige eine enorme psychische Belastung dar. Den auf die Beschwerdegegnerin 2 aufgebaute psychische Druck verstärkte der Beschwerdeführer dadurch, dass er gemäss den ebenfalls nicht angefochtenen Erwägungen der Vorinstanz mit ihr eine eigentliche Liebesbeziehung führen wollte. Dieses Ansinnen lebte er in aufdringlicher Weise aus, indem er der Beschwerdegegnerin 2 unaufhörlich Nachrichten mit sexuellen oder amourösen Inhalten schickte, sie unter ständiger Kontrolle zu halten versuchte und gegenüber gleichaltrigen Freunden ein eifersüchtiges Verhalten an den Tag legte. Es scheint ohne Weiteres nachvollziehbar, dass dieses seltsam anmutende Gebaren ihres Stiefvaters die Beschwerdegegnerin 2, die sich zum Tatzeitpunkt noch mitten in ihrer persönlichen und sexuellen Entwicklung befand, einer zusätzlichen starken Belastung aussetzte. Aufgrund der genannten Umstände geht die Vorinstanz gesamthaft betrachtet zu Recht davon aus, dass der Beschwerdeführer seine Stieftochter gezielt einer ausserordentlichen Belastungs- resp. Drucksituation aussetzte, um seine sexuellen Begierden durchzusetzen. Vor diesem Hintergrund reichte auch die situativ eingesetzte Drohung, ihr im Falle einer Weigerung das Mobiltelefon wegzunehmen, aus, um sie in eine ausweglose Situation zu versetzen.
In einer derartigen Zwangssituation befand sich die Beschwerdegegnerin 2 entgegen der Auffassung des Beschwerdeführers namentlich auch während dem Campingausflug im Elsass. Zwar wusste sie im Vorfeld von seiner Forderung resp. der "Abmachung", wonach sie ihm während dem Ausflug ihre Jungfräulichkeit schenken sollte. Dennoch kann ihr nicht zum Vorwurf gemacht werden, dass sie ihn ins Elsass begleitete. Wie den Aussagen der Beschwerdegegnerin 2 zu entnehmen ist, liess sie sich einzig auf den Ausflug ein, weil sie endlich keine Verbote mehr erhalten wollte und sich wünschte, dass "es" einfach vorbei sei. Gleichzeitig hoffte sie, dass der Beschwerdeführer ihr Versprechen vergessen haben würde (angefochtenes Urteil S. 19 f.). Daraus erhellt, dass die Beschwerdegegnerin 2 den einzigen Ausweg aus der vom Beschwerdeführer geschaffenen Belastungssituation darin sah, bei seinem Vorhaben mitzumachen. Unbehelflich ist sodann sein Einwand, es bestehe nicht in jedem Fall ein Zusammenhang zwischen der angedrohten Wegname des Telefons und dem Taterfolg. Wie die Vorinstanz zutreffend erkennt, musste der Beschwerdeführer der Beschwerdegegnerin 2 nicht vor jeder sexuellen Handlung ausdrücklich ein Verbot in Aussicht stellen, denn sie wusste aus früherer Erfahrung, dass mit einem solchen zu rechnen ist. Es bedurfte daher nicht in jedem Fall einer erneuten ausdrücklichen Drohung, um ihre Gefügigkeit zu erzwingen. Die implizite Aktualisierung des Zwangs gegenüger dem jugendlichen Opfer durch den eigenen Stiefvater reicht in einem Fall wie dem vorliegenden aus.
Zusammenfassend ist der vom Beschwerdeführer ausgeübte psychische Druck mit der Vorinstanz als derart intensiv zu werten, dass von der Beschwerdegegnerin 2 kein weiterer Widerstand gegen seine sexuelle Begehren erwartet werden konnte, sondern von instrumentalisierter, struktureller Gewalt auszugehen ist. Demnach genügen die vom Beschwerdeführer aufgewendeten Nötigungsmittel für die Erfüllung der Tatbestände der sexuellen Nötigung und der (versuchten) Vergewaltigung.
4.
Die Beschwerde erweist sich als unbegründet und ist entsprechend abzuweisen, soweit darauf eingetreten wird. Bei diesem Verfahrensausgang wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 BGG). Sein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird in Anwendung von Art. 64 BGG wegen Aussichtslosigkeit abgewiesen. Die finanziellen Verhältnisse des Beschwerdeführers werden bei der Festsetzung der Gerichtskosten berücksichtigt (Art. 65 Abs. 2 BGG). Den Beschwerdegegnerinnen 2 und 3 sind im bundesgerichtlichen Verfahren keine entschädigungswürdigen Nachteile entstanden.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3.
Die Gerichtskosten von Fr. 1'200.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien und dem Kantonsgericht Luzern, 2. Abteilung, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 31. Januar 2022
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Jacquemoud-Rossari
Die Gerichtsschreiberin: Lustenberger