InnoDBのテンポラリテーブルとinnodb_file_per_tableの相性が悪いっぽい
tmpdirをtmpfsにしてても、LOCK_openを2秒間握ったままとかorz... innodb_file_per_tableをオフにしたら、ぐっと症状が改善した。
なお、環境は MySQL 5.1.41 (linux, x86_64, innodb_plugin)
参考: Slow DROP TABLE - Percona Database Performance Blog (thanks to id:hirose31)