Sachverhalt:
A.
Die 1956 geborene A._ meldete sich am 28. November 2011 wegen Hüft- und Rückenschmerzen bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Die IV-Stelle des Kantons Zug sprach ihr nach Einholung verschiedener Arztberichte und Stellungnahmen ihres Regionalen Ärztlichen Dienstes (RAD) vom 30. April 2012 und 18. April 2013 sowie 17. Mai 2013 mit Verfügung vom 15. November 2013 eine vom 1. Juni bis 31. Dezember 2012 befristete ganze Rente zu.
B.
Das Verwaltungsgericht des Kantons Zug wies die dagegen erhobene Beschwerde, mit welcher A._ die Zusprechung einer unbefristeten Rente sowie die Durchführung einer medizinischen Begutachtung beantragen liess, mit Entscheid vom 19. März 2015 ab.
C.
A._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit den Rechtsbegehren, in Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids sei ihr auch nach dem 31. Dezember 2012 eine Invalidenrente zuzusprechen. Zudem sei die IV-Stelle zu verpflichten, eine medizinische Begutachtung zu veranlassen. Ausserdem ersucht sie um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege.
Die IV-Stelle schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen hat auf eine Vernehmlassung verzichtet.

Erwägungen:
1.
Mit der Beschwerde kann eine Rechtsverletzung nach Art. 95 f. BGG geltend gemacht werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Trotzdem prüft es - vorbehältlich offensichtlicher Fehler - nur die in seinem Verfahren geltend gemachten Rechtswidrigkeiten (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG; <ref-ruling> E. 2.2.1 S. 389). Es legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). Es kann deren Sachverhaltsfeststellung nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig 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 in Verbindung mit Art. 105 Abs. 2 BGG).
2.
Streitig und zu prüfen ist, ob die Beschwerdeführerin auch nach dem 31. Dezember 2012 Anspruch auf eine Rente der Invalidenversicherung hat, wobei insbesondere in Frage steht, ob der medizinische Sachverhalt rechtsgenüglich abgeklärt ist.
3.
3.1. Das kantonale Gericht hat die massgeblichen Rechtsgrundlagen, namentlich den Grundsatz, wonach auf die rückwirkende Zusprechung einer abgestuften und/oder befristeten Invalidenrente die für die Rentenrevision geltenden Normen (Art. 17 ATSG in Verbindung mit Art. 88a IVV) analog anzuwenden sind (vgl. auch <ref-ruling> E. 6b/dd S. 275 mit Hinweis; Urteil [des Eidg. Versicherungsgerichts] I 82/01 vom 27. November 2001 E. 1, in: AHI 2002 S. 62 sowie Urteil 8C_724/2011 vom 24. Juli 2012 E. 2.2 mit weiteren Hinweisen), zutreffend dargelegt. Darauf wird verwiesen.
3.2. Bei den vorinstanzlichen Feststellungen zum Gesundheitszustand und zur Arbeitsfähigkeit der versicherten Person handelt es sich grundsätzlich um Entscheidungen über eine Tatfrage (<ref-ruling> E. 3.2 S. 397 ff.), welche das Bundesgericht seiner Urteilsfindung zugrunde zu legen hat (E. 1). Die konkrete Beweiswürdigung stellt ebenfalls eine Tatfrage dar. Dagegen ist die Beachtung des Untersuchungsgrundsatzes und der Beweiswürdigungsregeln Rechtsfrage (<ref-ruling> E. 3.2 und 4 S. 397 ff.; Urteil I 865/06 vom 12. Oktober 2007 E. 4 mit Hinweisen), die das Bundesgericht im Rahmen der den Parteien obliegenden Begründungs- bzw. Rügepflicht (Art. 42 Abs. 2 BGG und Art. 106 Abs. 2 BGG; <ref-ruling> E. 1.4.1 und 1.4.2 S. 254) frei überprüfen kann (Art. 106 Abs. 1 BGG).
4.
4.1. Die Vorinstanz stellte nach Würdigung der medizinischen Aktenlage entscheidend auf die Einschätzung des RAD-Arztes B._, Facharzt für Allgemeinmedizin, in seinen Stellungnahmen vom 30. April 2012 und 18. April 2013 sowie 17. Mai 2013 ab. Dieser gab an, am 22. Mai 2012 sei der Beschwerdeführerin wegen einer linksseitigen Coxarthrose eine zementfreie Hüftarthroplastik implantiert worden. Nach Abschluss der anschliessenden Rehabilitationsphase könne seit dem 1. Oktober 2012 von einer vollen Arbeitsfähigkeit ausgegangen werden. Das kantonale Gericht führte weiter aus, für die danach im Vordergrund stehenden Hüft- und Kreuzschmerzen hätte in neurologischer, orthopädisch-chirurgischer und radiologischer Hinsicht weder bildgebend noch klinisch ein Korrelat gefunden werden können (Berichte der Neurologin Frau Dr. med. C._, Konsiliarärztin am Spital D._, vom 4. April 2013 des Prof. Dr. med. E._, Leitender Arzt Neurologie, Spital D._, vom 18. März 2013 und des Dr. med. F._, FMH für Orthopädische Chirurgie, Klinik G._, vom 29. Juni 2012 sowie des Radiologen Dr. med. H._, Zentrum I._ AG, vom 4. Dezember 2012). Elektromyographisch habe sich keine zur kleinen caudal-luxierten, rechts betonten Diskushernie L4/L5 assoziierte neurogene Funktionsstörung ergeben. Frau Dr. med. C._ sei daher von einem lumbovertebralen Schmerzsyndrom mit mehretagerer Osteochondrose der Lendenwirbelsäule und leichter intervertebraler Gelenksarthrose sowie sekundärer Fehlhaltung und Fehlfunktion ausgegangen. Die vom Hausarzt Dr. med. K._, Allgemeinmedizin FMH, Sonographie SGUM, unter Hinweis auf den fluktuierenden Schmerzverlauf attestierte Arbeitsunfähigkeit (Schreiben vom 6. Mai 2013) sei nicht schlüssig und auf den subjektiven Schmerzangaben der Versicherten beruhend, weshalb diese nicht massgebend sei. Gestützt auf die zuverlässige Einschätzung des RAD-Arztes B._ sei vielmehr ab Oktober 2012 kein invalidisierender Gesundheitsschaden ausgewiesen.
4.2. Die Beschwerdeführerin wendet ein, die Vorinstanz habe in pflichtwidriger Beweiswürdigung und in Verletzung der Waffengleichheit nach Art. 6 EMRK dem RAD-Bericht zu Unrecht vollen Beweiswert zuerkannt. Dieser sei nicht widerspruchsfrei, indem RAD-Arzt B._ im Bericht vom 17. Mai 2013 den Schluss ziehe, der Hausarzt bestätige eine volle Arbeitsfähigkeit seit dem 1. Oktober 2012. Auch unklare Beschwerdebilder schlössen einen invalidisierenden Gesundheitsschaden nicht per se aus, es sei vielmehr eine sorgfältige Plausibilitätsprüfung der geltend gemachten Funktionseinschränkung vorzunehmen. Gerade mit Blick auf die hinsichtlich syndromaler Beschwerdebilder inhärenten Beweisschwierigkeiten sei eine gutachterliche Abklärung, mithin auch durch einen Psychiater, notwendig.
4.3. Der Beweiswert von RAD-Berichten nach Art. 49 Abs. 2 IVV ist mit jenem externer medizinischer Sachverständigengutachten vergleichbar, sofern sie den praxisgemässen Anforderungen an ein ärztliches Gutachten (<ref-ruling> E. 5.1 S. 232) genügen und die Arztperson über die notwendigen fachlichen Qualifikationen verfügt (<ref-ruling> E. 1.2.1 S. 219). Allerdings ist hinsichtlich des Beweiswerts wie folgt zu differenzieren: Bezüglich Gerichtsgutachten hat die Rechtsprechung ausgeführt, das Gericht weiche "nicht ohne zwingende Gründe" von den Einschätzungen des medizinischen Experten ab. Hinsichtlich von Versicherungsträgern im Verfahren nach Art. 44 ATSG eingeholter, den Anforderungen der Rechtsprechung entsprechender Gutachten externer Spezialärzte wurde festgehalten, das Gericht dürfe diesen Gutachten vollen Beweiswert zuerkennen, solange "nicht konkrete Indizien gegen die Zuverlässigkeit" der Expertise sprechen. Auf das Ergebnis versicherungsinterner ärztlicher Abklärungen - zu denen die RAD-Berichte gehören - kann nicht abgestellt werden, wenn auch nur geringe Zweifel an ihrer Zuverlässigkeit und Schlüssigkeit bestehen (<ref-ruling> E. 5.2 S. 229; <ref-ruling> E. 4.4 S. 469 f. und E. 4.7 S. 471; Urteil 8C_385/2014 vom 16. September 2014 E. 4.2.2).
4.4. Die Vorinstanz stellte fest, dass sich neurologisch gemäss den Berichten des Prof. Dr. med. E._ und der Frau Dr. med. C._ vom 18. März und 4. April 2013 kein zu den subjektiven linksseitigen Kreuz- und Hüftschmerzen und der bildgebend dargestellten kleinen caudal-luxierten Diskushernie L4/5 passendes Korrelat finden liess, was zu den Diagnosen eines lumbovertebralen Schmerzsyndroms bei mehretagerer Osteochondrose der LWS und einer leichten intervertebralen Gelenksarthrose sowie einer sekundären Fehlhaltung und Fehlfunktion sowie einer beidseitigen Coxarthrose führte. Eine hierauf abgestützte Einschätzung der Arbeitsfähigkeit liess sich den vorliegenden fachärztlichen Berichten aber nicht entnehmen, worauf der RAD-Arzt B._ zutreffend in seiner Stellungnahme vom 18. April 2013 hinwies. Der Hausarzt Dr. med. K._ betonte überdies in seinem Bericht vom 6. Mai 2013 die Schwierigkeit der Beurteilung der verbliebenen Arbeitsfähigkeit wegen des fluktuierenden Verlaufs der Schmerzproblematik und schlug ein stationäres Schmerzbewältigungsprogramm oder einen Arbeitsversuch an einem geschützten Arbeitsplatz vor, um entweder die Schmerzsituation zu verbessern oder die Arbeitsfähigkeit effektiv zu überprüfen. Weder die eine noch die andere Massnahme liess die IV-Stelle ausweislich der Akten durchführen. Wie in der Beschwerde zu Recht gerügt wird, hätte die Vorinstanz die Auffassung des RAD-Arztes, diese hausärztlichen Aussagen bestätigten seine eigene Einschätzung einer vollständigen Arbeitsfähigkeit seit dem 1. Oktober 2012, nicht als einleuchtend und überzeugend werten dürfen. Solches lässt sich weder den Hausarztberichten noch den übrigen medizinischen Unterlagen entnehmen. Eine eigene Untersuchung nahm der RAD-Arzt überdies nicht vor. Weder die vorinstanzlich als massgebend erachteten RAD-Berichte noch einer der anderen Arztberichte ist demnach hinsichtlich der streitigen Belange umfassend, da sich in keinem der Berichte eine fundierte Beurteilung der Arbeitsfähigkeit findet, wobei der Neurologe Prof. Dr. med. E._ in seinem Bericht vom 18. März 2013 festhielt, dass eine solche nicht Gegenstand der Untersuchung gewesen sei. Obwohl seitens der Fachärzte nicht geklärt werden konnte, worauf die geltend gemachten Schmerzen zurückzuführen sind, wurde die Versicherte nie gutachterlich untersucht. Zusammenfassend basieren die den RAD-Berichten zu Grunde gelegten Arbeitsfähigkeitsschätzungen auf einer ungenügend abgeklärten medizinischen Sachlage, wenn der Hausarzt Massnahmen zur Arbeitsfähigkeitsbeurteilung vorschlägt sowie fachärztlicherseits keine oder nicht umfassende Zumutbarkeitsbeurteilungen vorliegen und es der Verwaltungsarzt bei dieser Sachlage unterliess, eine eigene Untersuchung der Versicherten vorzunehmen. Damit entsprechen die RAD-Berichte nicht den praxisgemässen Anforderungen an einen Arztbericht mit massgebendem Beweiswert, was die Beschwerdeführerin bereits im kantonalen Gerichtsverfahren zu Recht einwendete. Die Stellungnahmen der in die Behandlung involvierten Ärzte sind, wie erwähnt, ebenfalls unvollständig. Bei dieser Aktenlage greift der Schluss des kantonalen Gerichts, es bestehe kein invalidenversicherungsrechtlich relevanter Gesundheitsschaden, zu kurz. Mit Blick auf die in wesentlichen Punkten unvollständige Abklärung des rechtserheblichen Sachverhalts ist die Sache an die Vorinstanz zurück zuweisen, damit sie die offenen Fragen zu Diagnosen, Gesundheitszustand und Arbeitsfähigkeit der Versicherten mittels Einholung eines polydisziplinären Gutachtens veranlasse und gestützt darauf neu entscheide. Dabei ist gutachterlich festzustellen, inwieweit eine organische Grundlage zur Einschränkung der Arbeitsfähigkeit führt und ob allenfalls eine anhaltende somatoforme Schmerzstörung oder ein vergleichbares psychosomatisches Leiden (vgl. <ref-ruling> E. 2.2.1.3 S. 13) eine gesundheitlichen Beeinträchtigung mit Auswirkung auf die funktionelle Leistungsfähigkeit begründet, was auch psychiatrisch abzuklären ist (unter Beachtung des kürzlich ergangenen Urteils 9C_492/2014 vom 3. Juni 2015).
5.
5.1. Die Rückweisung der Sache an die Verwaltung oder an das kantonale Gericht zu erneuter Abklärung gilt für die Frage der Auferlegung der Gerichtskosten wie auch der Parteientschädigung als vollständiges Obsiegen im Sinne von Art. 66 Abs. 1 sowie Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG, unabhängig davon, ob sie beantragt und ob das entsprechende Begehren im Haupt- oder im Eventualantrag gestellt wird (<ref-ruling> E. 7.1 S. 271 mit Hinweisen).
5.2. Die unterliegende IV-Stelle trägt die Gerichtskosten und bezahlt der Beschwerdeführerin eine Parteientschädigung (Art. 66 Abs. 1 und Art. 68 Abs. 1 BGG). Damit ist das Gesuch betreffend unentgeltliche Verbeiständung für das letztinstanzliche Verfahren gegenstandlos.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird teilweise gutgeheissen. Der Entscheid des Verwaltungsgerichts des Kantons Zug, Sozialversicherungsrechtliche Kammer, vom 19. März 2015 wird aufgehoben. Die Sache wird zur Einholung eines Gerichtsgutachtens und neuer Entscheidung an das kantonale Gericht zurückgewiesen. Im Übrigen wird die Beschwerde abgewiesen.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden der Beschwerdegegnerin auferlegt.
3.
Die Beschwerdegegnerin hat die Beschwerdeführerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 2'800.- zu entschädigen.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zug, Sozialversicherungsrechtliche Kammer, und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 25. August 2015
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Leuzinger
Die Gerichtsschreiberin: Polla