Энергия поступательного движения дротика плюс энергия вращательного движения шара и дротика на первом этапе должны быть равны сумме энергий поступательного движения ценра масс объединённого тела плюс его энергия вращения.
Неверно. При неупругом столкновении часть механической энергии превращается в тепло.
Что такое "энергия поступательного движения центра масс"? До столкновения ни одно тело не движется со скоростью "поступательного движения центра масс", и сумма кинетических энергий компонентов системы не равна "энергии поступательного движения центра масс", если под ней понимать кинетическую энергию объединённого тела после столкновения.
Так как на первом этапе энергия вращения обоих тел была равна 0 (по условию задачи), а после столкновения и образования общего тела энергия вращения будет отлична от 0 (дротик попал не в лоб ) то вывод напрашивается только один.
И закон сохранения импульса и закон сохранения момента импульса не являются строгими.
Вы путаете энергию с импульсом и моментом импульса.