Fatti:
A. S._, nata nel 1960, di professione esercente, l'8 marzo 2004 ha presentato una richiesta di prestazioni all'assicurazione per l'invalidità segnatamente per le sequele di un incidente sciistico occorsole il 1° febbraio 2003.
Esperiti i propri accertamenti e preso atto del danno alla salute (stato dopo triade sfortunata, frattura del capitello del ginocchio sinistro, ernia discale lombare mediana-paramediana L5-S1 a sinistra) come pure delle sue conseguenze sulla capacità lavorativa (capacità lavorativa del 100 % con diminuzione del rendimento del 50 % in attività semplici, ripetitive, non qualificate, quali operaia generica addetta all'imballaggio o alla sorveglianza, centralinista, ecc.), l'Ufficio AI del Cantone Ticino (UAI), pur rilevando che la situazione non era ancora stabilizzata poiché occorreva attendere ancora gli esiti di un ulteriore intervento chirurgico al ginocchio sinistro, ha riconosciuto all'interessata una rendita intera d'invalidità dal 1° febbraio 2004 per un grado d'invalidità del 71 % e ha prospettato nel contempo una revisione della rendita il 1° luglio 2009 (v. progetto di decisione del 21 luglio 2008 e decisione del 16 luglio 2009).
B. Contestando l'attribuzione della rendita intera d'invalidità e lamentando l'assenza di un accertamento sufficiente della capacità lavorativa residua come pure di un esame preliminare in merito ad eventuali provvedimenti integrativi, la Cassa pensione GastroSocial, presso la quale era affiliata S._, si è opposta al provvedimento e si è aggravata al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino, al quale ha chiesto l'annullamento della decisione amministrativa e l'allestimento di nuovi accertamenti di natura medica e professionale. Statuendo per giudice unico, la Corte cantonale ha respinto il gravame (pronuncia del 18 novembre 2009).
C. La Cassa pensione GastroSocial è insorta al Tribunale federale cui chiede in sostanza di annullare il giudizio cantonale e la decisione dell'AI. Dei motivi si dirà, per quanto occorra, nei considerandi.
L'UAI e l'assicurata propongono la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali non si è determinato.
Diritto:
1. Oggetto della lite è il diritto di S._ a una rendita intera dell'assicurazione per l'invalidità.
2. Già solo per gli effetti esplicati dalle decisioni degli organi dell'AI (art. 49 cpv. 4 LPGA; DTF 132 V 1), l'istituto di previdenza è senz'altro legittimato a ricorrere contro il giudizio cantonale (art. 89 LTF; SVR 2008 IV n. 11 pag. 32 consid. 2.2 con riferimenti [I 687/06] e n. 60 pag. 195 consid. 2 [9C_337/2007]; cfr. pure DTF 130 V 270 consid. 3.1 pag. 273 con riferimento).
3. Il ricorso in materia di diritto pubblico può essere presentato per violazione del diritto, così come stabilito dagli art. 95 e 96 LTF. Il Tribunale federale applica d'ufficio il diritto (art. 106 cpv. 1 LTF; cfr. tuttavia l'eccezione del cpv. 2). Esso non è vincolato né dagli argomenti sollevati nel ricorso né dai motivi addotti dall'autorità inferiore. Tuttavia, esamina in linea di principio solo le censure sollevate; esso non è per contro tenuto a vagliare, come lo farebbe un'autorità di prima istanza, tutte le questioni giuridiche che si pongono, se queste ultime non sono presentate nella sede federale (DTF 133 II 249 consid. 1.4.1 pag. 254). Per il resto, fonda la sua sentenza sui fatti accertati dall'autorità inferiore (art. 105 cpv. 1 LTF). Può scostarsi da questo accertamento solo qualora esso sia avvenuto in modo manifestamente inesatto o in violazione del diritto ai sensi dell'art. 95 LTF (art. 105 cpv. 2 LTF).
4. Nei considerandi dell'impugnata pronuncia, cui si rinvia, il primo giudice ha correttamente esposto le norme e i principi disciplinanti la materia, rammentando in particolare il concetto d'invalidità (art. 8 LPGA e art. 4 LAI), i presupposti e l'estensione del diritto alla rendita (art. 28 LAI), il sistema di confronto dei redditi e il momento determinante per la determinazione del grado d'invalidità di assicurati esercitanti un'attività lucrativa (art. 16 LPGA; DTF 129 V 222; 128 V 174), i compiti del medico nell'ambito di questa valutazione e il valore probatorio generalmente riconosciuto ai referti medici fatti allestire da un tribunale o dall'amministrazione conformemente alle regole di procedura applicabili (DTF 125 V 256 consid. 4 pag. 261, 351 consid. 3b/ee pag. 353).
A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione, non senza tuttavia soggiungere che, per il principio della priorità dell'integrazione sulla rendita, l'assegnazione di una rendita prima della messa in atto di eventuali provvedimenti professionali entra in linea di conto solo se la persona assicurata non è (ancora) integrabile a causa del suo stato di salute (cfr. DTF 121 V 190 consid. 4a e c pag. 192 seg.; HAVE 2005 pag. 352, I 177/05 consid. 4; SVR 2001 IV n. 24 pag. 73, I 436/00 consid. 4c; cfr. pure sentenze 8C_312/2009 del 1° dicembre 2009 consid. 5.2, 9C_186/2009 del 29 giugno 2009 consid. 3.2, 8C_127/2008 del 10 giugno 2008 consid. 6.2, e 9C_734/2007 del 1° aprile 2008 consid. 4.3 con riferimenti), spettando per il resto al consulente professionale, avuto riguardo alle indicazioni sanitarie, valutare quali attività professionali siano concretamente ipotizzabili (v. ad esempio sentenza 9C_673/2009 del 14 aprile 2010 consid. 6.2 con riferimento).
5. 5.1 Respingendo il ricorso dell'istituto di previdenza, il Tribunale cantonale, sulla base dei rapporti del dott. F._ del servizio medico regionale dell'AI (SMR) e delle valutazioni peritali raccolte dall'assicuratore infortuni, ha accertato una abilità lavorativa residua del 100 %, ma con diminuzione del rendimento del 50 %, in un'attività sostitutiva prevalentemente seduta, con possibilità di cambiamento di posizione, che non comportasse il sollevamento di pesi superiori ai 3-5 chilogrammi.
5.2 La ricorrente contesta questa valutazione e rileva di non capire su quali criteri essa si baserebbe. Pur ritenendola "molto realistica", la considera inesatta poiché il dott. K._, nel suo rapporto medico del 28 febbraio 2005 redatto per conto dell'assicuratore infortuni, aveva dichiarato l'assicurata abile a svolgere tutti i lavori di ufficio e impiegabile come gerente nella misura di 2/3.
5.3 Per giurisprudenza, gli accertamenti dell'autorità cantonale di ricorso in merito al danno alla salute, alla capacità lavorativa dell'assicurato e all'esigibilità di un'attività professionale - nella misura in cui quest'ultimo giudizio non si fonda sull'esperienza generale della vita - costituiscono questioni di fatto che possono essere riesaminate da questa Corte solo in maniera molto limitata (v. consid. 3; DTF 132 V 393 consid. 3.2 pag. 398).
5.4 Di per sé, l'accertamento del primo giudice in merito alla capacità lavorativa residua dell'assicurata può essere ritenuto manifestamente inesatto e venir corretto solo nella misura una cui l'istanza inferiore dovesse essere incorsa nell'arbitrio, vietato dall'art. 9 Cost. (cfr. DTF 134 V 53 consid. 4.3 pag. 62; 133 III 393 co su 7.1 pag. 398).
5.5 Per giurisprudenza invalsa, l'arbitrio non si realizza già qualora la soluzione proposta con il ricorso possa apparire sostenibile o addirittura preferibile a quella contestata; il Tribunale federale annulla la pronunzia criticata solo se il giudice del merito ha emanato un giudizio che appare - e ciò non solo nella motivazione bensì anche nell'esito - manifestamente insostenibile, in aperto contrasto con la situazione reale, gravemente lesivo di una norma o di un principio giuridico chiaro e indiscusso oppure in contraddizione urtante con il sentimento della giustizia e dell'equità (DTF 132 III 209 consid. 2.1 pag. 211 con rinvii). Per quanto concerne più in particolare l'apprezzamento delle prove e l'accertamento dei fatti, il giudice incorre nell'arbitrio se misconosce manifestamente il senso e la portata di un mezzo di prova, se omette senza valida ragione di tener conto di un elemento di prova importante, suscettibile di modificare l'esito della vertenza, oppure se ammette o nega un fatto ponendosi in aperto contrasto con gli atti di causa o interpretandoli in modo insostenibile (DTF 129 I 8 consid. 2.1 pag. 9).
5.6 Le censure sollevate dall'istituto di previdenza ricorrente sono perlopiù di natura appellatoria e, in quanto tali, inammissibili in questa sede (cfr. ad esempio sentenza 9C_339/2007 del 5 marzo 2008 consid. 5.2.3 con riferimento). In particolare, la Cassa ricorrente si limita a criticare la valutazione del primo giudice, peraltro da lei stessa ritenuta molto realistica, senza però indicare in quale misura quest'ultima sarebbe non solo inesatta, ma addirittura manifestamente errata. Contrariamente a quanto da lei sostenuto, non è vero che non è chiaro su quali referti medici si fonderebbe l'apprezzamento dell'AI. La Corte cantonale, alla quale la Cassa aveva sottoposto la medesima censura, ha già risposto alla questione, evidenziando come il dott. F._, nel fornire la valutazione di legge sullo stato di salute e il rendimento funzionale (art. 59 LAI e art. 49 OAI; sul valore probatorio attribuito ai rapporti interni del SMR cfr. SVR 2009 IV n. 56 pag. 174 [9C_323/2009]), abbia espresso il proprio giudizio sulla base dei referti raccolti dall'assicuratore infortuni e in particolare delle conclusioni 3 ottobre 2006 degli esperti della Clinica X._, i quali, constatata l'insorgenza anche di una importante sindrome algica parapatellare in patella baja e una condromalacia della patella sinistra, si erano pronunciati per una abilità al lavoro in attività adatta nella misura di 3-4 ore al giorno. Anche per questo motivo, la ricorrente non può quindi validamente richiamare le conclusioni del rapporto 28 febbraio 2005 del dott. K._, precedentemente raccolto dall'assicuratore infortuni, per stravolgere l'apprezzamento dell'amministrazione. Tale valutazione è stata condivisa dal giudice cantonale sulla base di un apprezzamento delle prove che non è di certo manifestamente inesatto: il grado di incapacità lavorativa del 50 % trova conferma negli accertamenti peritali (più recenti) agli atti, atteso che una capacità lavorativa residua di 3-4 ore di lavoro al giorno giustifica quantomeno una inabilità del 50 %.
5.7 I fatti accertati dalla Corte cantonale non sono di conseguenza frutto di un accertamento arbitrario delle prove ai sensi dell'art. 9 Cost. Il loro accertamento non è manifestamente inesatto o incompleto e vincola pertanto il Tribunale federale (art. 105 cpv. 1 e 2 LTF).
6. L'insorgente rimprovera inoltre all'amministrazione e alla Corte cantonale di avere violato il principio della priorità dell'integrazione sulla rendita.
6.1 Riprendendo per ampi versi, acriticamente e in netto contrasto con le tavole processuali, la motivazione presentata in sede cantonale, la ricorrente sostiene ad esempio che nel presente caso farebbero difetto accenni a una incapacità d'integrazione e che lo stato di salute dell'assicurata non sarebbe poi così pregiudicato da non poter permettere nemmeno l'avvio di un provvedimento integrativo. Queste considerazioni ricorsuali sono a dir poco sorpendenti e al limite della temerarietà. È sufficiente una rapida lettura della pronuncia impugnata per avvedersi che già in data 27 settembre 2007 la consulente in integrazione professionale dell'AI, considerando il quadro clinico allora esistente, non trovava opportuno procedere a una valutazione relativa ad eventuali provvedimenti d'integrazione professionale poiché questa sarebbe stata possibile solo una volta stabilizzata la situazione (dopo i trattamenti per la problematica lombare e l'intervento chirurgico al ginocchio). A sostegno di questa tesi, per nulla arbitraria, basta leggere le annotazioni 21 maggio 2008 del dott. F._, il quale, alla luce di una prognosi incerta, visto lo stato di salute non ancora stabilizzato e visti i lunghi tempi di inattività dopo l'intervento al ginocchio sinistro che avrebbero richiesto una riabilitazione prolungata, aveva suggerito di procedere a una revisione del caso dopo un anno (ciò che nel frattempo è avvenuto). Ancora più precisa e dettagliata appare quindi la valutazione della consulente in integrazione nel suo scritto del 17 settembre 2009 in risposta alle censure della Cassa pensione.
6.2 Per il resto, la ricorrente, utilizzando una terminologia che poco si addice a una cassa pensione (v. pag. 5 del ricorso: "Queste affermazioni [del Tribunale cantonale, ndr] sono indegne") in parte attribuisce al Tribunale cantonale affermazioni che nemmeno sono sue, il giudice di prime cure essendosi nei passaggi citati nel ricorso limitato a riportare le dichiarazioni della consulente in integrazione professionale, e in parte estrapola, peraltro nemmeno sempre correttamente, singoli stralci di queste dichiarazioni per contestare la valutazione dell'UAI e della Corte cantonale. Innanzitutto non è vero che l'autorità giudiziara cantonale abbia ritenuto insensata un'integrazione professionale in quanto l'assicurata presenterebbe un grado d'invalidità del 71 %. La ricorrente si richiama a una dichiarazione 6 febbraio 2009 della consulente in integrazione professionale che andava comunque letta nel contesto di quanto da lei osservato precedentemente il 27 settembre 2007 (v. sopra, consid. 6.1) e successivamente il 17 settembre 2009. In nessun modo, inoltre, il Tribunale cantonale afferma che le persone di 54 anni possono essere eliminate dal mondo del lavoro (sic) e non sarebbero più reintegrabili. La ricorrente si riferisce a una considerazione espressa dalla consulente in integrazione il 17 settembre 2009 con la quale, nel rendere attenti sul fatto che una riqualifica professionale poteva durare 3-4 anni, rilevava come l'assicurata non avrebbe portato a termine un'eventuale riqualifica prima dei 56-57 anni e questo alla condizione che la richiesta di riformazione a tempo parziale (al 50 %) fosse accettata. Non è pertanto nemmeno vero che l'amministrazione, e tanto meno la Corte cantonale, abbiano richiesto l'esistenza di una capacità lavorativa del 100 % per accedere a una possibilità reintegrativa.
6.3 Dopo avere così preso atto anche della valutazione della consulente in integrazione professionale, che, a prescindere dall'aspetto medico, era la persona più indicata per pronunciarsi sulle possibilità reintegrative, la Corte cantonale ha accertato che, al momento della decisione amministrativa in lite (che delimita temporalmente il potere cognitivo nel presente contesto: DTF 132 V 215 consid. 3.1.1 pag. 220; 121 V 362 consid. 1b pag. 366), lo stato di salute dell'assicurata, non ancora stabilizzato e necessitante di un ulteriore intervento chirurgico (poi eseguito il 13 ottobre 2008) come pure di una successiva riabilitazione, ostava, quantomeno fino al momento della revisione del diritto alla rendita - prevista dall'UAI dopo un anno ed effettivamente avviata nel maggio 2009 -, alla messa in atto di misure integrative. Questo accertamento non solo non è arbitrario ma è anzi conforme alla giurisprudenza in materia esposta al consid. 4.
7. Per il resto, i redditi di riferimento per il calcolo dell'invalidità, determinati in conformità agli atti e alla giurisprudenza, non sono contestati. Ne segue che il ricorso dev'essere respinto siccome infondato. Le spese seguono la soccombenza e sono poste a carico della Cassa pensione ricorrente (art. 66 cpv. 1 LTF), la quale rifonderà all'assicurata, chiamata in causa e patrocinata da un legale, un'indennità per ripetibili della sede federale (art. 68 cpv. 1 e 2 LTF; cfr. pure sentenza I 416/06 del 3 gennaio 2007 consid. 4.2).
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto.
2. Le spese giudiziarie di fr. 500.- sono poste a carico della ricorrente.
3. La ricorrente verserà a S._ la somma di fr. 1'800.- a titolo di indennità di parte per la procedura federale.
4. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio federale delle assicurazioni sociali.